KR820001942Y1 - 열간 금속판 압연에 있어서의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열간 금속판 압연에 있어서의 냉각장치

제1도는 본 고안의 하나의 실시예에 따른 장치의 평면도.

제2도는 제1도에 도시한 장치의 측단면도.

제3도는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 장치에 입단면도.

제4도는 제3도에 도시한 장치의 부분투시도.

제5도는 금속판의 양쪽에 연속적인 냉각수대를 공급하기 위한 본 장치의 개략도.

본 고안은 연속적인 냉각수대(curtain of cooling liquid)를 공급하는 냉각장치에 관한 것으로서, "연속적"이란 용어는 냉각수대 내에 불연속점이 없음을 의미한다.

압연기로부터 나오는 금속판과 같은 고온의 상태에 있는 금속판을 냉각시키기 위하여 냉각수대를 공급하는 냉각장치들이 제안되었다. 금속판이 바람직한 금속조직을 갖기 위해서는, 그것을 냉각할때 두께 및 넓이 전체에 걸쳐서 균일하게 냉각을 하여야만 한다.

냉각수대를 공급하기 위하여, 긴 출구를 갖는 노즐(nozzle)의 사용이 제안되었다. 그 출구는 폭에 비해 매우 길며, 노즐의 내벽을 냉각수가 노즐의 출구를 빠져 나올때 교란되지 않도록 하기 위하여 출구를 향하여 반듯하게 수렴한다. 이러한 장치는 냉각수대의 높이가 5피이트 이하로 유지될 때에만 성공적이다. 만약 냉각수대의 높이를 그 이상으로 증가시키게 되면 그 냉각수대내에는 불연속점이 나타나게 되고 따라서 균일한 냉각을 할 수 없게 된다.

압연기로부터 나오는 뜨거운 금속판의 상부면을 단지 5피이트 정도의 높이에 있는 노즐로부터 나오는 냉각수에 의하여 냉각하는 것은 위험한 일이다. 왜냐하면 만약에 그 금속판이 압연기로부터 튀어오른다면 노즐은 그 금속판에 의해서 쉽게 손상되기 때문이다. 따라서 실제로 압연기에서 나오는 금속판을 5피이트 이하의 상부에 위치해 있는 노즐로부터 나오는 냉각수대로 냉각한다는 것은 적당치가 못하다.

본 고안의 목적은 상술한 장치보다 높은 위치에서 연속적인 냉각수대를 공급하는 장치를 제공함에 있다.

연속적인 냉각수대를 공급하는 본 고안의 장치는 출구보다 입구의 단면적이 훨씬 더 큰 통상 장방형의 길다란 입구와 출구를 지니며 그 입구와 출구사이에 위치한 부분의 내부는 그 입구에서 출구로 연장하는 다수의 서로 인접한 통로들로 분할되어 있는 노즐과 이 노즐의 입구가 그 속에 위치하고 출구는 길다란 구멍을 통하여 밖으로 위치하는 냉각수 수용물통으로 구성되어 있다.

본 고안에 따른 장치는 7피이트 이상의 높이에서 연속적인 냉각수대를 공급할 수 있으며, 따라서 압연기로부터 나오는 금속판을 냉각할 때 금속판이 튀어오를 경우에도 노즐의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 본 장치의 연속적인 냉각수대는 유속의 범위가 상당히 크기 때문에 여러가지 두께의 금속판들을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

노즐의 입구는 수렴하는 모양으로 되어 있으며 중간 부분은 평행하며, 그 부분속에는 금속 또는 플라스틱재료로 만든 격자가 삽입되어 그 안을 수많은 통로로 분할한다. 그리고 노즐의 출구는 평행한 부분으로 이루어져 있으며 중간부분과 출구사이는 수렴 부분으로 이루어져 있다.

사용시 본 장치를 설치할때, 노즐이 냉각시킬 금속판의 통로와 수직하게 설치된다. 냉각수가 물통에 공급되어 노즐의 입구를 넘어들어가게 되면 노즐의 출구로부터 균일한 냉각수대가 금속판 위에 흐르게 된다. 금속판의 하부면을 냉각시킬 때는 금속판 하부로부터 노즐까지의 거리가 10cm 정도가 되도록 본 장치를 설치하는 것이 적당하며 이때 노즐의 출구로부터 나오는 냉각수대는 금속판의 밑면에 닿게 된다. 냉각수대를 금속의 상하면에 동시에 공급하면 각 표면은 동일한 냉각속도를 갖게 된다.

냉각수대는 노즐로부터 나올 때 표면장력으로 인하여 횡방향으로의 길이가 줄어들게 되며, 또한 양쪽 가장자리의 두께가 증가된다. 다시 말하면 냉각수대의 단면이 거의 뼈다귀(dog's bone) 모양과 흡사하게 된다. 많은 경우에 냉각수대의 횡방향의 길이의 감소와 양쪽 가장자리의 두께 증가는 영향을 미치지 않는다. 왜냐하면 냉각수대의 넓이를 금속판의 넓이보다 크게 함으로써, 양쪽 끝단이 금속판을 벗어나게끔 하기 때문이다. 그러나 금속판의 넓이가 노즐의 출구와 같거나 약간 작을 때는 금속판의 가장자리는 냉각수를 못받아 냉각이 않되고 또한 냉각수대의 양쪽 가장자리와 닿은 부분은 안쪽보다 빨리 냉각되어 그 금속판은 불균일하게 냉각된다.

이러한 단점은 냉각수대가 노즐의 출구로부터 나올 때 횡방향으로 발산하도록 노즐을 변화시켜서 제거될 수 있다. 상술한 단점을 제거하기 위하여는 노즐의 양끝에 있는 한개 또는 그 이상의 통로들을 밖을 향하여 경사지게 만들어진다.

본 고안은 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

금속판을 제조할 때 가열된 압연판은 권취되기전에 냉각시킬 필요가 있다. 이 목적으로 금속판이 압연기에서 나와서 권취되기 전 그 사이에 냉각수로 그 금속판을 냉각시키는 것이 통상적이다. 금속판의 금속학적 성질을 균일하게 유지하기 위해서는 각 부분을 똑같은 정도로 냉각하여야 한다.

제1도 및 제2도에서, 엽연기(도시안됨)를 빠져나오는 금속판(1)은 밑바닥에 긴구멍(5)이 있는 물통(3)밑을 통과한다. 이 긴 구멍은 폭에 비해 상당히 길며 금속판(1)의 진행방향과 직각으로 위치해 있다. 냉각수는 물통의 내부와 연결되어 있는 입구 파이프(7)를 통하여 물통(3)으로 공급된다.

물통(3) 속에는 노즐이 들어있으며, 이 노즐에는 입구(9)와 출구(11)가 있는데 이들은 긴 장방형의 모양으로서 입구(9)의 단면적이 출구(11)의 단면적보다 훨씬 크다. 입구와 출구(11) 사이에는 상부의 수렴 부분(15) 및 하부의 수렴 부분(19) 중간의 평행한 부분(13) 및 하단부의 평행한 부분(17)으로 구성되어 있다. 중간부분(13) 사이의 내부는 인접해 있는 수많은 통로(21)들이 입구로부터 출구를 향하여 이루어져 있으며, 이들 통로는 금속 또는 플라스틱 재료로 만든 격자(23)를 삽입함으로써 얻어지며, 통로의 단면은 장방형 또는 적당한 다른 모양이다.

제3도 및 제4도에 의하면, 제4도에서 냉각될 금속판(1)이 압연기(2) 위에 도시되었다.

밑바닥 중앙에 장방형의 개구부(17)가 있는 물통이 압연기 위에서 횡으로 위치해 있다. 노즐(20)은 물통속에 있으며 물통의 개구부(17)와 연결되어 있다. 노즐은 한쌍의 측판(25)으로 구성되어 있으며, 측판(25)의 끝은 단부판(27)에 고정되어 있다. 측판(25) 및 단부판(27)의 상단부는 물통속에 잠겨 있으며, 하단부는 물통의 개구부(17)와 연결되어 방수작용을 한다. 측판(25)은 수렴부분(29) 및 (33), 중간의 평행한 부분(31)과 물통의 출구(17)를 통하여 짧게 나와있는 평행한 부분(35)으로 구성되어 노즐을 형성하고 있다.

중간의 평행한 부분(31) 사이에는 격자(37)가 삽입되어 수많은 인접한 통로들을 구성하고 있으며, 이 통로들은 평행하고 수직하나 노즐의 양단부에서는 제3도의 통로(39)에서 보는 바와 같이 점차로 외부로 기울어져 있다. 따라서 그들과 단부판(27) 사이에 생긴 중간은 쐐기(41)로 노즐의 출구까지 박아서 메꾸었다. 통로(38)의 단면은 정사각형이며, 격자는 금속판, 또는 적당한 플라스틱 재료의 주형이나 압출물로 만든다.

작동시, 입구(7)를 통하여 저압(4psi)으로 물을 공급하면, 노즐 측판(25)의 상부(29)에 의해 날카롭게 형성된 둑을 넘어서 물이 저속으로 흐르게 된다. 이때 둑은 노즐의 내부로 흐르는 물의 유속을 시종일관 균일하게 유지시키는 작용을 한다. 따라서 물은 통로(3)를 통하여 수직으로 흐르게 되고, 입구로 들어올 때 물의 교란상태가 제거된다. 마지막으로 물은 수렴부분(33)에서 한데모여 단일의 연속된 흐름이 되어 출구(35)를 나오면서 연속적 냉각수대를 형성하여 금속판(1)에 떨어지게 된다.

경사진 통로(39)로 인하여 물이 노즐을 빠져나올 때 제3도의 선(30)과 같이 냉각수대가 발산하게 된다. 그러나 상술한 표면장력 효과로 인하여 처음에 발산하던 냉각수대는 밑으로 내려오면서 수렴하게 되어 선(31)과 같이 된다. 통로(39)의 경사 각도는 냉각수대가 금속판에 떨어질 때 그 넓이가 노즐의 구멍길이, 즉 단부판(27) 사이의 거리와 일치되도록 선택되기 때문에 결과적으로 금속판은 전체에 걸쳐서 균일하게 냉각된다.

제1-4도에서는 본 장치를 압연기 위에 위치시킨 것을 보여 주지만 필요에 따라 변형시킨 유사한 장치를 금속판의 하부면을 냉각시킬 수 있게 설치할 수 있다.

제5도는 압연기에서 나오는 고온의 금속판을 냉각시키는 대표적인 장치를 도시해 주고 있다. 압연기 위에 금속판의 상부 및 하부면은 냉각수대(42) 및 (43)로 각각 냉각되고 있다. 상부의 냉각수대는 제3도 및 제4도에서 도시한 바와 같이 노즐(40)에 의해 공급되고 있는데, 압연기(2)의 한개의 로울러 바로 위에 금속판위에 공급되도록 배열시키는 것이 좋다.

노즐(41)은 냉각수대(43)가 도면에 도시한 바와 같이 금속판의 하부면에 경사지게 닿도록 배치되어 있다. 따라서 압연이 시작될 때와 끝날 때 냉각수대(43) 바로 위에 금속판이 없어도 물이 되돌아오지 못하게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 출구보다 입구의 단면적이 훨씬 더 큰 통상 장방형의 길다란 입구(9)와 출구(11)를 지니며 그 입구와 출구사이에 위치한 부분의 내부는 그 입구에서 출구로 연장되는 다수의 서로 인접한 개별적인 통로들로 분할되어 있는 노즐(20)과 적어도 이 노즐의 입구가 그 속에 위치하고 출구는 길다란 구멍을 통하여 밖으로 위치하는 냉각수수용 물통(3)으로 구성된 연속적인 냉각수대를 공급하는 열간금속판압연에 있어서의 냉각장치.