KR20220161932A - 냉간압연 장치 및 이를 이용한 냉간압연 방법 - Google Patents

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송길호
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강정문
박재석
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주식회사 포스코
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Abstract

냉간압연 장치 및 이를 이용한 냉간압연 방법 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 스트립의 압연 시 상부 압연롤과 스트립 사이 및 하부 압연롤과 스트립 사이에 각각 드라이아이스 펠렛을 분사하는 분사노즐을 구비하는 적어도 하나의 분사장치; 상기 분사노즐이 장착되며, 상기 분사노즐을 스트립의 폭 방향으로 이동시키는 이동장치; 및 상기 분사장치 및 이동장치를 제어하는 제어유닛;을 포함하고, 상기 분사장치는, 상기 드라이아이스 펠렛을 공급받는 호퍼; 상기 호퍼로부터 공급된 상기 드라이아이스 펠렛의 분사량을 증폭시키도록 마련되는 복수의 블래스터(blaster); 상기 블래스터와 상기 분사노즐을 연결하는 연결호스; 및 상기 드라이아이스 펠렛이 소정 압력으로 분사되도록 압축 공기를 공급하는 컴프레셔;를 구비하고, 상기 분사노즐을 통해 분사되는 상기 드라이아이스 펠렛의 분사량은 상기 블래스터의 설치 개수 및 분사압력에 따라 조절될 수 있는 냉간압연 장치가 제공될 수 있다.

Description

냉간압연 장치 및 이를 이용한 냉간압연 방법{Device for cold rolling and method for cold rolling using the same}
본 발명은 냉간압연 장치 및 이를 이용한 냉간압연 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속 냉간 압연기 최종 스탠드에서 압연유를 사용하지 않고 압연을 실시할 수 있는 냉간압연 장치 및 이를 이용한 냉간압연 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 냉간 압연설비는 스트립과 압연롤의 냉각, 윤활 등을 위해 압연롤과 스트립 표면으로 압연유를 분사한다. 이때, 압연유 분사장치를 통해 스트립과 상부 압연롤 사이 및 스트립과 하부 압연롤 사이로 압연유를 분사하게 된다. 또한, 압연유 분사장치는 스트립 폭 및 압연롤의 길이에 따라 복수개로 마련되어 압연유를 분사하도록 마련된다.
그러나, 압연유를 분사하며 압연 시 스트립으로부터 떨어져나오는 철(Fe)성분과 결합하여 스컴(Scum)을 발생시키고, 또 철 성분이 압연과정에서 압연롤과 스트립의 마찰로 인한 스컴을 발생시키게 된다. 이 스컴은 압연기 주변부를 오염시켜 압연 시 스트립 표면에 낙하되어 스트립 표면결함을 유발시키는 문제가 있었으며, 압연유의 구매로 인한 제조원가가 높아지는 문제점이 있다.
이에 스컴을 줄이기 위해 일정주기로 압연기 하부에 퇴적된 스컴을 수작업으로 제거하고, 또한 압연기의 주변부를 고압의 물로 세척하고 있어 작업 효율이 저감되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉간압연 장치 및 이를 이용한 냉간압연 방법은 스트립의 압연 시 압연롤과 스트립이 접촉하는 롤 바이트에 드라이아이스 펠렛을 고속분사하여 윤활과 롤 냉각작용을 하도록 하여 스컴 발생을 방지할 수 있는 냉간압연을 실시할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉간압연 장치 및 이를 이용한 냉간압연 방법은 항복점 제거, 형상교정 및 스트립 표면에 조도부여를 위해 700톤 이하의 압연하중을 작용시키는 스킨패스 압연 또는 열연판을 상온상태에서 얇은 두께로 압연하기 위한 연속 냉간 압연기 최종 스탠드에서 압연유를 사용하지 않고 압연을 실시할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 스트립의 압연 시 상부 압연롤과 스트립 사이 및 하부 압연롤과 스트립 사이에 각각 드라이아이스 펠렛을 분사하는 분사노즐을 구비하는 적어도 하나의 분사장치; 상기 분사노즐이 장착되며, 상기 분사노즐을 스트립의 폭 방향으로 이동시키는 이동장치; 및 상기 분사장치 및 이동장치를 제어하는 제어유닛;을 포함하고, 상기 분사장치는, 상기 드라이아이스 펠렛을 공급받는 호퍼; 상기 호퍼로부터 공급된 상기 드라이아이스 펠렛의 분사량을 증폭시키도록 마련되는 복수의 블래스터(blaster); 상기 블래스터와 상기 분사노즐을 연결하는 연결호스; 및 상기 드라이아이스 펠렛이 소정 압력으로 분사되도록 압축 공기를 공급하는 컴프레셔;를 구비하고, 상기 분사노즐을 통해 분사되는 상기 드라이아이스 펠렛의 분사량은 상기 블래스터의 설치 개수 및 분사압력에 따라 조절될 수 있는 냉간압연 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 드라이아이스 펠렛을 분사하는 상기 분사노즐의 분사구는 상기 연결호스와 연결된 부분으로부터 상기 분사구 측으로 갈수록 상기 분사구의 폭이 점차적으로 증가하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 이동장치는, 상기 스트립을 기준으로 상측과 하측에 각각 마련되며 상기 스트립의 폭 방향으로 이격되게 마련되는 한 쌍의 지지프레임; 상기 한 쌍의 지지프레임에 회전 가능하게 지지되는 이송스크류; 상기 이송스크류와 평행하도록 일정간격 이격되어 상기 한 쌍의 지지프레임에 설치되는 가이드축; 상기 이송스크류 및 가이드축이 관통 결합되어 상기 이송스크류의 회전에 따라 상기 이송스크류의 길이 방향으로 이동되며, 상기 분사노즐이 장착되는 이동블록; 및 상기 이송스크류에 회전력을 전달하는 구동부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동블록에는 상기 분사노즐이 탈착되도록 장착부가 마련될 수 있다.
또한, 상기 이동블록은 상기 분사노즐과 대응되는 개수를 갖도록 마련되며, 각 이동블록에는 분사노즐이 각각 설치될 수 있다.
또한, 상기 지지프레임은 상기 분사노즐의 분사각도를 조절하도록 회동 가능하게 마련될 수 있다.
또한, 상기 이송스크류 및 가이드축의 길이방향 중심에는 상기 이송스크류와 가이드축을 지지하기 위한 격벽을 더 포함하고, 상기 이동블록은 상기 격벽을 사이에 두고 상기 이송스크류의 길이 방향으로 각각 이동하도록 복수개로 마련될 수 있다.
또한, 상기 이송스크류는 상기 격벽을 기준으로 분할되어 상기 한 쌍의 지지프레임 및 격벽에 회전가능하게 지지되되, 상기 분할된 이송스크류는 상기 지지프레임의 양단에 각각 마련되는 구동부에 의해 각각 작동될 수 있다.
또한, 상기 스트립과 상기 상부 압연롤 사이로 상기 드라이아이스 펠렛이 충돌되는 위치의 상부에는 집진장치가 마련될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (a) 스트립의 압연 시 분사장치를 이용하여 상부 압연롤과 스트립 사이 및 하부 압연롤과 스트립 사이에 드라이아이스 펠렛을 분사하는 단계; (b) 상기 드라이아이스 펠렛을 분사하는 분사노즐을 이동장치를 통해 상기 스트립의 폭 방향으로 이동시키는 단계; 및 (c) 상기 압연롤의 회전정지 시 상기 분사장치 및 이동장치를 제어하여 정지시키는 단계;를 포함하는 냉간압연 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계 이전에, 상기 드라이아이스 펠렛이 스트립의 폭 방향으로 균일한 분사량을 갖도록 분사압력 및 압축공기의 공기압력을 조절하는 단계를 진행할 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계 이전에, 상기 드라이아이스 펠렛이 상기 상부 압연롤과 스트립 사이 및 상기 하부 압연롤과 스트립 사이로 분사되도록 분사각도를 조절하는 단계를 진행할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계에서, 상기 분사장치 및 이동장치가 정지되면 상기 분사노즐은 원위치로 복귀되어 대기상태로 마련될 수 있다.
또한, 상기 스트립과 상기 상부 압연롤 사이로 상기 드라이아이스 펠렛이 분사되는 위치의 상부에는 집진장치가 마련되고, 상기 집진장치는 상기 드라이아이스 펠렛의 분사시에만 작동되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉간압연 장치 및 이를 이용한 냉간압연 방법은 압연유의 사용없이 드라이아이스 펠렛을 통해 압연함으로써 스컴의 발생을 방지하여 스트립의 표면결함 문제를 해결할 수 있음은 물론, 압연기 주변의 청결성을 확보할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 압연유 구매비용을 절감하여 제조원가를 낮출 수 있는 효과를 가진다.
또한, 압연유에 비하여 압연롤에 가공된 조도가 스트립 표면에 잘 전사되어 스트립 표면조도가 향상되는 효과를 가진다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉간압연 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉간압연 장치의 분사노즐이 이동장치에 의해 이동되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉간압연 장치의 분사각도를 조절하는 상태를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉간압연 장치의 이동장치를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉간압연 장치를 이용한 냉간압연 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉간압연 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉간압연 장치의 분사노즐이 이동장치에 의해 이동되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉간압연 장치의 분사각도를 조절하는 상태를 나타내는 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에에 따른 냉간압연 장치(1)는 분사장치(100), 이동장치(200), 집진장치(300) 및 제어유닛(400)을 포함할 수 있다.
분사장치(100)는 압연롤(11, 12)로부터 압연되며 이송되는 스트립(S)으로 드라이아이스 펠렛을 분사하여 스트립(S) 및 압연롤(11, 12) 표면의 이물질이나 얼룩을 제거함은 물론, 윤활과 롤(압연롤) 냉각작용을 할 수 있도록 마련된다. 이 분사장치(100)는 압연 시 압연롤(11, 12)과 스트립(S)이 접촉하는 롤 바이트, 즉 상부 압연롤(11)과 스트립(S) 사이 및 하부 압연롤(12)과 스트립(S) 사이에 각각 드라이아이스 펠렛을 분사하도록 마련된다. 분사장치(100)는 분사노즐(110), 호퍼(120), 복수의 블래스터(160), 연결호스(150), 컴프레셔(140) 및 드라이아이스 공급원(120)를 구비할 수 있다. 이러한 분사장치(100)는 사용목적 및 요구되는 사양에 따라 복수개로 마련되어 사용될 수 있다. 예컨대, 도 1에는 하나의 분사장치(100)를 통해 스트립(S)의 상부측과 하부측에 마련된 분사노즐(110)과 연결되는 것으로 도시되었으나, 상부측에 마련된 분사노즐(110)과 연결되는 분사장치(100)와, 하부측에 마련된 분사노즐(110)과 연결되는 분사장치(100)를 각각 구비하여 사용할 수 있다.
분사노즐(110)은 연결호스(150)와 연결되어 드라이아이스 펠렛을 분사하도록 마련된다. 이 분사노즐(110)은 길이가 긴 압연롤(11, 12)에 대응하여 드라이아이스 펠렛을 분사하도록 분사구(미도시)의 폭이 증가하는 형태로 마련될 수 있다. 즉, 드라이아이스 펠렛을 분사하는 분사노즐(110)의 분사구는 연결호스(150)와 연결된 부분으로부터 분사구 측으로 갈수록 분사구의 폭이 점차적으로 증가하도록 마련될 수 있다. 이때, 단순히 분사구의 폭이 증가하더라도 분사되는 드라이아이스 펠렛의 분사량이 균일하지 못하면 소용없기 때문에 이를 위하여 복수의 블래스터(160)를 구비하게 된다. 즉, 분사노즐(110)을 통해 분사되는 드라이아이스 펠렛의 분사량은 블래스터(160)의 설치 개수 및 분사압력에 따라 조절될 수 있다. 이러한 분사노즐(110)은 길이가 긴 압연롤(11, 12)을 향해 드라이아이스 펠렛을 고르게 분사하기 위해 스트립(S)의 폭 방향으로 복수개 배치되게 마련될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 스트립(S)을 기준으로 상부측과 하부측에 각각 두 개의 분사노즐(110)이 마련된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 사용목적 및 요구되는 사양에 따라 그 개수는 선택적으로 증감되어 사용될 수 있다.
한편, 분사장치(100)는 후술할 이송장치(200)에 의해 압연롤(11, 12)의 길이방향으로 이동되며 드라이아이스 펠렛을 분사하도록 마련됨은 물론, 롤 바이트에 드라이아이스 펠렛이 분사되도록 분사각도가 조절될 수 있다. 이러한 분사장치(100)의 이동 및 분사각도 조절 구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
드라이아이스 공급원(120)은 드라이아이스 펠렛을 제조하여 호퍼(130)로 공급하도록 마련된다. 예컨대, 드라이아이스 공급원(120)은 액화탄산이 드라이아이스 펠렛 제조기(미도시)로 공급되어 연속적으로 드라이아이스 펠렛을 제조하고, 제조된 드라이아이스 펠렛을 호퍼(130)로 공급하도록 마련될 수 있다.
호퍼(130)로 공급된 드라이아이스 펠렛은 컴프레셔(140)로부터 공급되는 압축 공기에 의해 분사노즐(110)과 연결된 연결호스(150)를 통해 분사노즐(110)로 보내어져 소정 압력으로 분사되어진다. 이때, 컴프레셔(140)를 통한 압축 공기에 의해 드라이아이스 펠렛을 분사노즐(110)로 분사하는 경우 분사량이 적어 폭방향으로 균일한 분포를 가지지 못하게 된다. 이에, 본 발명의 일 측면에 따르면, 호퍼(130)로부터 공급받은 드라이아이스 펠렛을 회전력을 이용하여 분사노즐(110)로 이송시켜주는 블래스터(160)를 복수개 마련함으로써 충분한 분사량을 확보할 수 있게 된다. 이에 분사구의 폭이 증가된 분사노즐(110)을 복수개 이용하더라도 하나의 분사장치(100)로 요구되는 분사량으로 드라이아이스 펠렛을 분사하도록 함으로써 설비 비용을 줄일 수 있게 된다. 이러한 분사장치(100)는 드라이아이스 펠렛의 분사량을 컴프레셔(140)를 통한 공기압력 및 분사장치(100)를 통한 분사압력으로 조절하여 롤 바이트 내의 윤활과 냉각정도를 결정하도록 할 수 있다.
한편, 분사장치(100)를 통해 분사되는 드라이아이스 펠렛은 고압으로 롤 바이트 측으로 분사됨에 따라, 압연롤(11, 12) 및 스트립(S)의 표면과 충돌하여 이물질이나 얼룩에 균열을 발생시킨다. 또한 드라이아이스는 매우 낮은 온도(-78.5℃)을 유지하기 때문에 이물질 등을 급속 동결시킬 수 있으며, 주변과의 온도차에 의해 수축되면서 이물질에 균열이 발생하게 된다. 이때 드라이아이스 펠렛이 기체상태로 승화하면서 대략 800배 가량의 부피로 팽창하기 때문에 균열이 생긴 이물질이나 얼룩을 압연롤 및 스트립 표면으로부터 용이하게 분리시킬 수 있다.
상기와 같이 드라이아이스 펠렛이 기체로 승화되며 이물질이 제거됨에 따라, 이를 배출할 수 있도록 집진장치(300)가 마련될 수 있다. 집진장치(300)는 상부 압연롤(11)과 스트립(S) 사이로 드라이아이스 펠렛이 분사됨에 따라 드라이아이스 펠렛이 충돌되는 위치의 상부측에 마련되는 것이 바람직하다.
이동장치(200)는 분사노즐(110)을 스트립(S)의 폭 방향으로 이동시키도록 마련될 수 있다. 이동장치(200)는 한 쌍의 지지프레임(220), 이송스크류(230), 가이드축(240), 이동블록(250) 및 구동부(260)를 포함할 수 있다. 이러한 이동장치(200)는 스트립(S)을 기준으로 상측과 하측에 각각 마련되며, 상측과 하측에 마련되는 이동장치(200)의 구성은 서로 동일하게 이루어짐으로써 어느 하나의 이동장치(200)만을 설명하기로 한다.
한 쌍의 지지프레임(220)은 스트립(S)을 기준으로 상측과 하측에 각각 마련되어 스트립(S)의 폭 방향으로 이격되게 마련될 수 있다. 한 쌍의 지지프레임(220)의 이격거리는 압연롤(11, 12)의 배럴 길이와 대응되는 거리로 마련되는 것이 바람직하다. 한 쌍의 지지프레임(220)은 소정 길이를 갖는 베이스 프레임(210)에 설치될 수 있다. 즉, 베이스 프레임(210)은 스트립(S)을 기준으로 상측과 하측에 각각 마련되며, 압연롤(11, 12)의 길이와 대응되는 길이를 갖도록 마련될 수 있다. 비록 도시되지는 않았으나, 베이스 프레임(210)은 이동장치(200)를 지지하는 메인 프레임에 설치되어 일정 위치에 고정될 수 있다.
이송스크류(230)는 압연롤(11, 12)의 길이방향과 평행하도록 배치되며 후술할 이동블록(250)을 관통하여 양단이 한 쌍의 지지프레임(220)에 회전 가능하게 설치된다. 이 이송스크류(230)의 외주면에는 나사산(232)이 형성되어 이동블록(250)과 나사결합된다. 이에 이송스크류(230)는 양단이 베어링(미도시)에 의해 한 쌍의 지지프레임(220)에 설치될 수 있으며, 양단 중 어느 하나의 일단은 구동부(260)로부터 회전력을 전달받도록 마련된다.
구동부(260)는 한 쌍의 지지프레임(220) 중 어느 하나의 일측에 마련되어 이송스크류(230)를 회전시키기 위한 구동력을 발생시킨다. 구동부(260)는 모터(261)와, 모터(261)와 결합되어 이송스크류(230)에 회전력을 전달하는 감속기(262)를 구비할 수 있다.
모터(261)는 정역회전 가능한 전기모터로 마련될 수 있으며, 제어유닛(400)에 의해 제어될 수 있다. 이러한 모터(261)의 회전축(미도시)은 감속기(262)와 연결되고, 감속기(262)는 이송스크류(230)와 연결될 수 있다. 감속기(262)는 모터(261)의 회전력을 이송스크류(230)로 전달할 수 있다면 어떠한 구조를 갖더라도 무방하며, 이러한 감속기(262)의 기어구조는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이송스크류(230)는 모터(261)의 회전축과 직결하도록 연결되어 회전될 수도 있다.
가이드축(240)은 이송스크류(230)와 일정간격 이격되어 이송스크류(230)와 평행하게 배치된다. 가이드축(240)은 이동블록(250)이 이송스크류(230)의 길이방향으로 이동시 가이드하는 역할을 수행한다. 이에, 가이드축(240)은 이동블록(250)을 관통하여 양단이 한 쌍의 지지프레임(220)에 설치된다. 이때, 가이드축(240)은 이송스크류(230)의 일측과 타측에 각각 마련된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 이동블록(250)의 이동을 가이드하며 소정 강성을 유지할 수 있다면 하나의 가이드축(240)으로 마련되더라도 무방하다.
이동블록(250)은 이송스크류(230)의 회전에 따라 이송스크류(230)의 길이 방향으로 이동가능하게 마련된다. 즉, 이동블록(250)은 이송스크류(230)와 나사결합되고, 가이드축(240)에 의해 회전이 제한된 상태로 마련됨에 따라 이송스크류(230)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 이송스크류(230)의 길이방향으로 이동하게 된다. 이러한 이동블록(250)에는 분사노즐(110)이 탈착되도록 장착부(251)가 마련되어 분사노즐(110)과 함께 이동하게 된다. 장착부(251)는 통상적으로 사용되는 클램프 등의 결속구로 마련될 수 있다.
이러한 이동블록(250)은 분사노즐(110)과 대응되는 개수를 갖도록 마련될 수 있다. 예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 스트립(S)의 상측에 위치되는 분사노즐(110)의 개수가 2개인 경우 이동블록(250)도 2개로 마련되며, 각 이동블록(250)에 분사노즐(110)이 설치된다.
한편, 분사노즐(110) 및 이동블록(250)의 개수가 복수개로 마련되는 경우 이송스크류(230)와 이동블록(250)의 결합구조는 변경될 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 이송스크류(230) 및 가이드축(240)의 길이방향 중심에는 이송스크류(230)와 가이드축(240)을 지지하기 위한 격벽(270)을 더 포함할 수 있다. 이때, 격벽(270)은 이송스크류(230)의 회전에 의하더라도 이동되지 않도록 고정될 수 있다. 이동블록(250)은 격벽(270)을 사이에 두고 이송스크류(230)의 길이 방향으로 각각 이동하도록 마련될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 2개의 이동블록(250)은 각각 한 쌍의 지지프레임(220)과 인접하도록 배치된다. 이에, 이송스크류(230)의 외주면에 형성되는 나사산(232)은 격벽(260)을 기준으로 서로 반대로 형성될 수 있다. 즉, 격벽(260)을 기준으로 일측에 위치되는 이송스크류(230)의 외주면에는 오른 나사산(232a)이 형성되고, 타측에 위치되는 이송스크류(230)의 외주면에는 왼 나사산(232b)이 형성된다. 따라서, 이송스크류(230)가 회전시 두 개의 이동블록(250)은 서로 가까워지거나 서로 멀어지는 방향으로 상반되는 움직임을 갖게 된다.
부가적으로, 이송스크류(230)의 외주면에 형성되는 나사산(232)이 동일한 나선형 형태를 갖더라도 이동블록(250)의 움직임이 겹치지 않도록 제어할 수 있다. 예컨대, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉간압연 장치의 이동장치가 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서도 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.
도 4를 참조하면, 이송스크류(230')가 격벽(270)을 기준으로 분할되어 한 쌍의 지지프레임(220) 및 격벽(270)에 회전가능하게 지지된다. 이에 분할된 이송스크류(230')에 각각 회전력을 전달하도록 한 쌍의 지지프레임(220) 끝단에는 구동부(260)가 각각 마련될 수 있다. 따라서, 분할된 한 쌍의 이송스크류(230')는 각각 구동부(260)와 연결되어 독립적으로 제어될 수 있다. 이에, 이송스크류(230')의 회전방향에 따라 이동블록(250)이 이동하게 됨으로써 이송스크류(230')에 형성되는 나사산 방향과 무관하게 이동블록(250) 및 이동블록(250)에 장착된 분사노즐(110)의 움직임을 제어할 수 있게 된다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 이동장치(200)는 분사노즐(110)의 분사각도를 조절하도록 회동 가능하게 마련될 수 있다. 즉, 베이스 프레임(210)에 한 쌍의 지지프레임(220)이 설치되고, 한 쌍의 지지프레임(220)에 이송스크류(230) 및 가이드축(240)이 결합되며, 분사노즐(110)이 장착되는 이동블록(250)이 이송스크류(230)와 가이드축(240)에 결합됨에 따라 하나의 조립체로서 구성되어 이동장치(200)의 회동에 따라 분사노즐(110)이 함께 움직이게 된다. 이에, 이동장치(200)는 지지프레임(220)의 길이방향을 기준으로 어느 한 지점이 회전중심축(C)으로 고정되고, 이 회전중심축(C)을 기준으로 소정 각도로 회전될 수 있다. 이러한 이동장치(200)를 회전시키는 구조는 모터와 기어결합구조 또는 유압이나 공압 실린더를 통해 이동시킬 수 있다.
또한, 이동블록(2550)의 움직임을 제어하기 위해 포지션센서(280)를 더 구비할 수 있다. 포지션센서(280)는 이동블록(250), 지지프레임(220), 격벽(270) 중 적어도 어느 하나에 마련되어 이동블록(250)의 위치를 감지할 수 있다. 도시된 바에 따르면, 포지션센서(280)는 한 쌍의 지지프레임(220) 및 격벽(270)에 마련될 수 있다. 즉, 포지션센서(280)는 격벽(270)의 양단 및 격벽(270)의 양단과 마주하는 한 쌍의 지지프레임(220)의 대향면에 각각 마련될 수 있다. 이에, 이동블록(250)이 이송스크류(230)의 길이방향으로 이동시 요구되는 위치에 위치하도록 제어될 수 있으며, 이동블록(250)의 과도한 이동에 따라 격벽(270) 또는 지지프레임(220)과의 충돌로 인한 파손을 방지하며 이동시킬 수 있다.
상기와 같은 분사장치(100) 및 이동장치(200)는 제어유닛(400)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로 제어유닛(400)은 압연 시 분사장치(100)와 이동장치(200)를 작동시킬 수 있다. 즉, 압연 작업이 실시되지 않는 경우 분사장치(100)와 이동장치(200)의 구동을 정지시키도록 제어하게 된다. 예를 들면, 제어유닛(400)은 압연롤(11, 12)의 회전동작을 감지하여 분사장치(100) 및 이동장치(200)를 작동시킬 수 있다. 이때, 제어유닛(400)은 분사장치(100)의 분사압력과, 이동장치(200)를 제어하며 드라이아이스 펠렛의 분사량과, 분사노즐(110)의 위치 및 분사각도를 조절하게 된다. 또한, 드라이아이스 펠렛의 분사에 따라 집진장치(300)를 작동시켜 승화되는 드라이아이스 펠렛 및 이물질을 배출하도록 한다.
그러면, 상기와 같은 냉간압연 장치(1)를 통해 냉간압연하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 먼저 스트립(S)의 압연 시 분사장치(100)를 이용하여 상부 압연롤(11)과 스트립(S) 사이 및 하부 압연롤(12)과 스트립(S) 사이에의 롤 바이트에 드라이아이스 펠렛을 분사한다(S10). 이때, 제어유닛(400)은 전기실의 PLC(Programmable Logic Controller)로부터 압연롤(11, 12)의 회전 또는 정지 신호를 받아 분사장치(100)의 작동을 제어할 수 있다. 즉, 압연롤(11, 12)이 작동되는 신호를 받으면 분사장치(100)를 작동시켜 드라이아이스 펠렛을 분사하도록 한다.
한편, 제어유닛(400)은 분사장치(100)의 작동 전 드라이아이스 펠렛이 스트립(S)의 폭 방향으로 균일한 분사량을 갖도록 분사압력 및 압축공기의 공기압력을 조절할 수 있다(S11).
또한, 드라이아이스 펠렛이 상부 압연롤(11)과 스트립(S) 사이 및 하부 압연롤(12)과 스트립(S) 사이로 분사되도록 분사각도를 조절할 수 있다(S12). 이러한 분사각도 조절은 제어유닛(400)에 의해 자동으로 조절될 수 있으나 수동으로 작동될 수도 있다.
분사장치(100)를 통해 드라이아이스 펠렛이 분사되면 이동장치(200)를 통해 분사노즐(110)을 스트립(S)의 폭 방향으로 이동시킨다(S20). 이동장치(200)를 통한 분사노즐(110)의 이동은 이동블록(250)과 함께 이동할 수 있으며, 이동블록(250)은 이송스크류(230)의 길이방향을 따라 왕복이동하게 된다. 이에 압연롤(11, 12)의 길이 방향으로 고르게 드라이아이스 펠렛을 분사할 수 있게 된다. 이때, 제어유닛(400)은 드라이아이스 펠렛이 승화됨에 따라 이를 배출하기 위하여 집진장치(300)를 구동시킨다.
압연롤(11, 12)의 회전이 정지되면 제어유닛(400)은 분사장치(100)의 작동 및 집진장치(300)의 작동을 중지시킨다. 또한, 분사노즐(110)을 원위치로 복귀시켜 대기하도록 한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1 : 냉간압연 장치
100 : 분사장치
200 : 이동장치
300 : 집진장치
400 : 제어유닛

Claims (14)

  1. 스트립의 압연 시 상부 압연롤과 스트립 사이 및 하부 압연롤과 스트립 사이에 각각 드라이아이스 펠렛을 분사하는 분사노즐을 구비하는 적어도 하나의 분사장치;
    상기 분사노즐이 장착되며, 상기 분사노즐을 스트립의 폭 방향으로 이동시키는 이동장치; 및
    상기 분사장치 및 이동장치를 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
    상기 분사장치는,
    상기 드라이아이스 펠렛을 공급받는 호퍼;
    상기 호퍼로부터 공급된 상기 드라이아이스 펠렛의 분사량을 증폭시키도록 마련되는 복수의 블래스터(blaster);
    상기 블래스터와 상기 분사노즐을 연결하는 연결호스; 및
    상기 드라이아이스 펠렛이 소정 압력으로 분사되도록 압축 공기를 공급하는 컴프레셔;를 구비하고,
    상기 분사노즐을 통해 분사되는 상기 드라이아이스 펠렛의 분사량은 상기 블래스터의 설치 개수 및 분사압력에 따라 조절되는 냉간압연 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드라이아이스 펠렛을 분사하는 상기 분사노즐의 분사구는 상기 연결호스와 연결된 부분으로부터 상기 분사구 측으로 갈수록 상기 분사구의 폭이 점차적으로 증가하도록 마련되는 냉간압연 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동장치는,
    상기 스트립을 기준으로 상측과 하측에 각각 마련되며 상기 스트립의 폭 방향으로 이격되게 마련되는 한 쌍의 지지프레임;
    상기 한 쌍의 지지프레임에 회전 가능하게 지지되는 이송스크류;
    상기 이송스크류와 평행하도록 일정간격 이격되어 상기 한 쌍의 지지프레임에 설치되는 가이드축;
    상기 이송스크류 및 가이드축이 관통 결합되어 상기 이송스크류의 회전에 따라 상기 이송스크류의 길이 방향으로 이동되며, 상기 분사노즐이 장착되는 이동블록; 및
    상기 이송스크류에 회전력을 전달하는 구동부;를 포함하는 냉간압연 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이동블록에는 상기 분사노즐이 탈착되도록 장착부가 마련되는 냉간압연 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 이동블록은 상기 분사노즐과 대응되는 개수를 갖도록 마련되며, 각 이동블록에는 분사노즐이 각각 설치되는 냉간압연 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 지지프레임은 상기 분사노즐의 분사각도를 조절하도록 회동 가능하게 마련되는 냉간압연 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 이송스크류 및 가이드축의 길이방향 중심에는 상기 이송스크류와 가이드축을 지지하기 위한 격벽을 더 포함하고,
    상기 이동블록은 상기 격벽을 사이에 두고 상기 이송스크류의 길이 방향으로 각각 이동하도록 복수개로 마련되는 냉간압연 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이송스크류는 상기 격벽을 기준으로 분할되어 상기 한 쌍의 지지프레임 및 격벽에 회전가능하게 지지되되,
    상기 분할된 이송스크류는 상기 지지프레임의 양단에 각각 마련되는 구동부에 의해 각각 작동되는 냉간압연 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스트립과 상기 상부 압연롤 사이로 상기 드라이아이스 펠렛이 충돌되는 위치의 상부에는 집진장치가 마련되는 냉간압연 장치.
  10. (a) 스트립의 압연 시 분사장치를 이용하여 상부 압연롤과 스트립 사이 및 하부 압연롤과 스트립 사이에 드라이아이스 펠렛을 분사하는 단계;
    (b) 상기 드라이아이스 펠렛을 분사하는 분사노즐을 이동장치를 통해 상기 스트립의 폭 방향으로 이동시키는 단계; 및
    (c) 상기 압연롤의 회전정지 시 상기 분사장치 및 이동장치를 제어하여 정지시키는 단계;를 포함하는 냉간압연 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에,
    상기 드라이아이스 펠렛이 스트립의 폭 방향으로 균일한 분사량을 갖도록 분사압력 및 압축공기의 공기압력을 조절하는 단계를 진행하는 냉간압연 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에,
    상기 드라이아이스 펠렛이 상기 상부 압연롤과 스트립 사이 및 상기 하부 압연롤과 스트립 사이로 분사되도록 분사각도를 조절하는 단계를 진행하는 냉간압연 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 상기 분사장치 및 이동장치가 정지되면 상기 분사노즐은 원위치로 복귀되어 대기상태로 마련되는 냉간압연 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 스트립과 상기 상부 압연롤 사이로 상기 드라이아이스 펠렛이 분사되는 위치의 상부에는 집진장치가 마련되고,
    상기 집진장치는 상기 드라이아이스 펠렛의 분사시에만 작동되도록 제어하는 냉간압연 방법.
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