KR20210096790A

KR20210096790A - 냉각수 제거장치

Info

Publication number: KR20210096790A
Application number: KR1020200010259A
Authority: KR
Inventors: 정종현; 권혁래; 김정섭
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2021-08-06
Also published as: KR102415760B1

Abstract

본 발명은 예컨대 강판의 열처리 설비에서 냉각수의 체류로 인한 설비의 장애시간 및 제품 표면의 품질 불량을 저감시킬 수 있는 냉각수 제거장치에 관한 것으로, 이는 소재를 이송하는 롤러 테이블을 사이에 두고 배치된 복수의 비임부재와, 상기 복수의 비임부재를 연결하는 연결부재를 구비한 프레임부; 및 상기 연결부재에 설치되며, 길이방향을 따라 복수의 분사노즐이 배치되어 상기 소재의 표면으로 물을 분사하고, 원주방향으로 회전이 가능하여 상기 분사노즐의 물 분사각을 조절하도록 된 관 형상의 분사헤더를 포함한다.

Description

냉각수 제거장치 {Apparatus for removing cooling water}

본 발명은 예컨대 강판의 열처리 설비에서 제품의 상부 표면에 체류하고 있는 냉각수를 제거하는 냉각수 제거장치에 관한 것이다.

예를 들어, 제철소의 열처리 공정에는 설비 냉각 혹은 제품의 냉각 등을 목적으로 냉각수가 이용되고 있다. 이 냉각수가 제품, 즉 강판 상에 체류하고 있으면, 강판의 온도 분포가 불균일하게 되어 표면 부식이나 형상 불량 등의 품질 불량을 초래하기 때문에, 신속하게 제거할 필요가 있다.

강판 상에 체류하는 냉각수를 제거하는 수단으로는 주로 고압수를 이용하여 날려 버리는 방법이 넓게 이용되고 있다. 예컨대, 롤러 테이블 위로 이송되는 강판에 대해 고압수 분사노즐을 강판의 진행방향에 직교하는 방향(강판의 폭방향)을 따라 설치하고서 고압수를 분사한다.

하지만, 냉각수의 체류량이 많아 전술한 방법으로는 냉각수의 제거가 어렵기 때문에, 부식으로 인한 설비의 장애시간이 지속적으로 증가하여 생산 지연이 발생하고, 특히 롤 부착 스케일(Scale)에 의한 제품 표면의 품질 불량이 증대되어 안정적으로 품질을 확보할 수 없는 문제가 있다.

(특허문헌 1) JP 3257478 B2

이에 본 발명은 예컨대 강판의 열처리 설비에서 냉각수의 체류로 인한 설비의 장애시간 및 제품 표면의 품질 불량을 저감시킬 수 있는 냉각수 제거장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 제거장치는, 소재를 이송하는 롤러 테이블을 사이에 두고 배치된 복수의 비임부재와, 상기 복수의 비임부재를 연결하는 연결부재를 구비한 프레임부; 및 상기 연결부재에 설치되며, 길이방향을 따라 복수의 분사노즐이 배치되어 상기 소재의 표면으로 물을 분사하고, 원주방향으로 회전이 가능하여 상기 분사노즐의 물 분사각을 조절하도록 된 관 형상의 분사헤더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 열처리시 체류하고 있는 냉각수의 제거 효율이 뛰어나고, 이로 인해 설비의 비가동 시간을 줄여 주고 제품의 불량을 감소시키는 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 제거장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 분사노즐을 확대하여 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 제거장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 분사노즐을 확대하여 도시한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 제거장치는, 소재(1)를 이송하는 롤러 테이블(10)을 사이에 두고 배치된 복수의 비임부재(21)와, 이들 비임부재를 연결하는 연결부재(22)를 구비한 프레임부(20); 및 연결부재에 설치되며, 길이방향을 따라 복수의 분사노즐(33)이 배치되어 소재의 표면으로 물을 분사하고, 원주방향으로 회전이 가능하여 분사노즐의 물 분사각(β)을 조절하도록 된 관 형상의 분사헤더(30)를 포함하고 있다.

예를 들어, 열처리된 강판과 같은 소재(1)는 복수의 롤러(11)를 갖춘 롤러 테이블(10)에 의해 이송될 수 있다.

이러한 소재(1)의 이동 경로 중 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 제거장치의 상류에서는 소재의 상면 또는 하면으로 다량의 냉각수가 분사될 수 있으며, 소재의 상면에 냉각수가 체류한 채로 이송될 수 있다.

소재(1)의 이동 경로의 양측에는 롤러 테이블(10)을 사이에 두고 소재의 진행방향으로 연장하는 복수의 비임부재(21)가 놓이게 된다.

이들 비임부재(20) 상에는 이동 경로, 즉 롤러 테이블(10)을 가로질러 놓이는 연결부재(22)가 설치되고, 이 연결부재에 의해, 복수의 분사노즐(33)을 구비한 분사헤더(30)가 지지될 수 있다.

프레임부(20)를 구성하는 비임부재(21)와 연결부재(22)는 예컨대 H형강 등으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 다른 임의의 형태로 형성되어도 무방하다.

분사헤더(30)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 관 형상으로 된 한 쌍의 분할헤더(31)를 포함할 수 있다. 각 분할헤더는 예컨대 플렉시블 튜브로 형성된 공급관(32)에 의해, 도시되지 않은 물 공급원으로부터 고압의 물을 제공받을 수 있다.

도 3에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 각 분할헤더(31)에는 강판과 같은 소재(1)에 대해 상측 및 외측을 향해 고압의 물을 분사하는 복수의 분사노즐(33)이 마련될 수 있다. 또, 관 형상의 분할헤더와 분사노즐 사이에는, 분사노즐이 분할헤더로부터 이격되어 위치될 수 있도록 분할헤더에서 연장한 연장 파이프(34)가 개재될 수 있다.

이러한 연장 파이프(34)에 의해, 분사노즐(33)이 분할헤더(31) 상에 바로 설치된 경우보다, 소재(1)와 분사노즐(33) 사이의 거리가 더욱 가까워지게 할 수 있으며, 고압의 물이 분사노즐로부터 소재의 표면으로만 집중적으로 분사되게 할 수 있다.

더불어, 고압의 물이 소재(1)의 표면으로만 집중적으로 분사되게 하기 위해, 각 분사노즐(33)은 물 퍼짐각(γ)이 대략 55 내지 65도의 범위를 갖는 것이 좋다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 각 분할헤더(31)에서 소재(1)의 중앙부에 대응되게 위치하는 분사노즐(33)들의 간격은 소재의 선단부에 대응되게 위치하는 분사노즐(33)들의 간격보다 좁게 배치될 수 있다. 예를 들면, 소재의 중앙부에 대응되게 위치하는 분사노즐들의 간격은 약 100mm 정도이고, 소재의 선단부에 대응되게 위치하는 분사노즐들의 간격은 약 120 내지 150mm 정도로 될 수 있다.

소재(1)의 중앙부에 대응되게 위치하는 분사노즐(33)들을 상대적으로 밀접하게 배치하고서 다량의 물을 고압으로 분사함으로써, 소재의 중앙부에 체류하는 냉각수를 소재의 중앙부로부터 멀어지게 하여 완전히 제거할 수 있다.

이때, 분사노즐(33)의 물 퍼짐각과, 이웃하는 분사노즐과의 간격이 적절히 설정됨으로써, 각 분사노즐로부터 나오는 고압의 물이 이웃하는 분사노즐로부터 나오는 물과 일부 겹쳐서 소재(1)의 표면으로 분사될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 제거장치에서, 분사헤더(30)의 분할헤더(31)들은 대략 V자 형상으로 배치될 수 있으며, 특히 분할헤더의 양측 단부 중 소재(1)의 중앙부에 인접하게 위치한 일측 단부는 소재의 이동 경로 중 상류에 더 인접하게 배치되는 한편, 소재의 선단부에 인접하게 위치한 타측 단부는 이동 경로의 하류에 더 인접하게 배치될 수 있다.

이에 따라, 각 분할헤더(31)는 소재(1)의 진행방향에 대해 소정의 경사각(α)으로 경사지게 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 이 경사각은 대략 45 내지 80도, 바람직하기로는 60 내지 75도의 범위를 가질 수 있다.

분할헤더(31)의 소재(1)의 진행방향에 대한 경사각(α)이 80도를 초과하면 소재(1) 상에 체류하는 냉각수를 소재의 중앙부로부터 선단부를 향해 배수하는 것이 어렵고, 45도 미만에서는 분할헤더의 길이가 길어져 그 설치에 제한을 초래하는 단점이 있다.

이로써, 분사헤더(30)는 고압의 물이 소재(1)의 외측을 향해 분사되도록 할 수 있어, 냉각수 또는 분사되는 고압의 물이 소재의 표면, 특히 소재의 중앙부에 체류하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

각 분할헤더(31)는 연결부재(22) 상에 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 각 분할헤더의 양측 단부 중 적어도 하나의 단부는 필요에 따라 연결부재에 추가로 마련된 지지부재(23)에 의해 지지될 수 있다.

또한, 각 분할헤더(31)의 양측 단부는 연결부재(22) 또는 지지부재(23) 상에 장착된 베어링(24)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.

소재의 선단부에 인접하게 위치한 각 분할헤더(31)의 타측 단부에는 모터(35)의 회전축(36)이 연결되어 회전을 위한 구동력을 인가받을 수 있다.

여기서, 모터(35)로는 정역회전이 가능한 서보모터 등이 채용될 수 있으며, 분할헤더(31)의 단부에는 모터의 회전축(36)이 직접 고정되게 연결되거나, 도시되지 않은 기어부를 매개로 하여 모터의 회전축이 연결될 수도 있다.

다시 도 3을 참조하면, 이와 같이 각 분할헤더(31)가 그 원주방향으로 회전 가능하게 구성됨으로써, 분사노즐(33) 및 연장 파이프(34)가 소재(1)의 표면에 직각인 축선에 대해 소정의 물 분사각(β)으로 경사지게 할 수 있으며, 더구나 이러한 물 분사각을 조절하여 분사노즐과 소재의 표면 사이의 거리(δ)도 조절될 수 있다. 보다 구체적으로, 물 분사각은 대략 25 내지 60도의 범위 내에서 조절되는 것이 좋다.

분사노즐(33) 및 연장 파이프(34)의 물 분사각(β)이 25도 미만에서는 소재(1) 상에 체류하는 냉각수를 소재의 중앙부로부터 멀어지도록 배수하는 것이 어렵고, 60도를 초과하면 고압의 물 자체가 소재 위를 미끄러지면서 상승해 버려 이 또한 소재 상에 체류하는 냉각수를 소재의 중앙부로부터 멀어지도록 배수하는 것이 어렵다.

추가로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 소재의 이동 경로 중 물을 분사하는 분사헤더(30)의 하류에는, 소재(1)의 표면상으로 고압의 공기를 분사하는 복수의 에어 노즐(41)이 길이방향을 따라 배치된 관 형상의 에어 헤더(40)가 설치되어, 냉각수가 제거된 소재(1)의 표면을 완벽하게 건조시킬 수 있다. 이러한 에어 헤더의 구성과 작동은 이미 알려져 있으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 열처리시 체류하고 있는 냉각수의 제거 효율이 뛰어나 설비의 비가동 시간을 줄여 주고 제품의 불량을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 소재 10: 롤러 테이블
20: 프레임부 21: 비임부재
22: 연결부재 23: 지지부재
24: 베어링 30: 분사헤더
31: 분할헤더 32: 공급관
33: 분사노즐 34: 연장 파이프
35: 모터 40: 에어 헤더
41: 에어 노즐

Claims

소재를 이송하는 롤러 테이블을 사이에 두고 배치된 복수의 비임부재와, 상기 복수의 비임부재를 연결하는 연결부재를 구비한 프레임부; 및
상기 연결부재에 설치되며, 길이방향을 따라 복수의 분사노즐이 배치되어 상기 소재의 표면으로 물을 분사하고, 원주방향으로 회전이 가능하여 상기 분사노즐의 물 분사각을 조절하도록 된 관 형상의 분사헤더
를 포함하는 냉각수 제거장치.
제1항에 있어서,
상기 분사헤더는 관 형상으로 된 한 쌍의 분할헤더를 포함하고,
각 분할헤더에서 연장한 복수의 연장 파이프에 상기 복수의 분사노즐이 각각 설치된 냉각수 제거장치.
제2항에 있어서,
각 분할헤더에서 상기 소재의 중앙부에 위치하는 분사노즐들의 간격은 상기 소재의 선단부에 위치하는 분사노즐들의 간격보다 좁게 배치된 냉각수 제거장치.
제2항에 있어서,
상기 분사헤더의 한 쌍의 분할헤더는 V자 형상으로 배치되어, 각 분할헤더의 양측 단부 중 상기 소재의 중앙부에 인접하게 위치한 일측 단부는 상기 소재의 선단부에 인접하게 위치한 타측 단부보다 상기 소재의 이동 경로 중 상류에 더 인접하게 배치된 냉각수 제거장치.
제4항에 있어서,
각 분할헤더는 상기 소재의 진행방향에 대해 45 내지 80도의 범위를 갖는 경사각으로 경사지게 배치된 냉각수 제거장치.
제4항에 있어서,
각 분할헤더의 양측 단부 중 적어도 하나의 단부는 상기 연결부재에 구비된 지지부재에 의해 지지되는 냉각수 제거장치.
제6항에 있어서,
각 분할헤더의 양측 단부는 연결부재 또는 지지부재에 장착된 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 냉각수 제거장치.
제7항에 있어서,
각 분할헤더의 상기 소재의 선단부에 인접하게 위치한 타측 단부에는 모터의 회전축이 연결된 냉각수 제거장치.
제8항에 있어서,
상기 분사노즐 및 상기 연장 파이프는 상기 소재의 표면에 직각인 축선에 대해 25 내지 60도의 범위를 갖는 물 분사각으로 경사지고,
각 분할헤더가 원주방향으로 회전함으로써, 상기 물 분사각과 함께, 상기 분사노즐과 상기 소재의 표면 사이의 거리가 조절되는 냉각수 제거장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소재의 이동 경로 중 상기 분사헤더의 하류에는, 상기 소재의 표면으로 공기를 분사하는 복수의 에어 노즐이 배치된 관 형상의 에어 헤더가 설치된 냉각수 제거장치.