KR860001950Y1 - 강스트립의 연속 냉간압연 어닐링 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

강스트립의 연속 냉간압연 어닐링 장치

제 1 도는 본 고안의 연속 냉간압연 어닐링 장치의 설명도.

제 2 도는 냉간압연기가 정지했을 때 본 고안의 장치에 예비강스트립 코일을 공급해 주는 중간리일의 설명도.

제 3 도는 과열방지 장치를 갖고 있고 본 고안에 사용될 수 있는 연속 어닐링로의 실시예의 설명적 단면도.

제 4 도는 제 3 도의 A-A선을 따른 제 3 도에 표시된 어닐링로의 일부분의 측면도.

제 5 도는 과열방지 장치를 갖고 있고 단 고안에 사용될 수 있는 연속 어닐링로의 다른 실시예를 보여 주는 설명도.

본 고안은 연속 냉간압연 및 어닐링 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 고안은 강스트립을 연속적으로 냉간압연 및 어닐링하는 장치에 관한 것이다.

보통 강스트립 제조장치에 있어 냉간압연기와 연속 어닐링로는 상호 별도의 공정라인(process line)에 위치해 있다. 즉 강스트립에 대한 냉간압연 조작을 강스트립에 대한 연속 어닐링 조작과는 독립해서 행한다.

스트립 어큐무레이터(accmulator), 이를 테면 스트랜드 루우퍼(strand looper) 또는 루우프차(loop car)를 냉간압연기와 연속 어닐링로 사이에 설치하여 냉간압연 속도와 연속 어닐링속도를 일치시킴으로써 한 공정라인에서 강스트립에 대한 냉간압연 조작과 연속 어닐링 조작을 차례로 행할 수 있다는 것이 알려졌다. 최신 유행형의 연속 어닐링로의 최대속도는 약 500m/min로 알려져 있다.

중간 스트립 어큐무레이터의 경제축적 용량이 최대 약 1000m일 때 냉간압연 압연기는 최고 약 600내지 약 700m/min의 속도로 운전되어야 한다.

즉 냉간압연 공정라인과 연속 어닐링 공정라인과를 중간스트립 어큐무레이터를 통해 연결하여 한 공정라인을 마련하기 위해서는 냉간압연기를 상기 속도로 운전할 필요가 있다.

냉간압연 공정라인은 6직렬 고속 냉간압연기나, 또는 4직렬 6고(高) 냉간압 연기(직렬로 배열된 4냉간 압연기로서 각 냉간압연기는 한쌍의 상하 활동로울과 2쌍의 상하 지지로울로서 구성되고, 각 활동로울은 2개의 지지로울에 의해 지지된다), 그리고 선택적으로 냉간압연 인발기로 구성되어 있을 수 있다. 또한 냉간압연기와 산 세척 장치와 같은 스케일 제거장치와의 사이, 냉간압연기 입구의 상류위치에 스트립 어큐무레이터를 배치하여 스케일 제거과정을 냉단압연 과정과 일치시킬 수 있다.

그러나 연속적인 냉간압연 및 어닐링 공정라인은 아직도 실현되지 못하고 있는데, 그 이유는 냉간압연부를 정지하면 곧바로 연속 어닐링부도 정지하게 되어 연속 냉간압연 및 어닐링 공정라인의 작업능률은 현저히 감소하게 되기 때문이다.

연속 어닐링로에는 큰 열용량을 가진 가열구역이 마련되어 있다. 따라서, 연속 어닐링로의 운전을 중지할 때는 버어너 같은 가열수단을 정지시킨다 하더라도 잔류열을 가열 구역으로부터 신속히 방출 제거하기는 대단히 어렵다. 그에 따라 연속 어닐링로의 가열구역에 있던 강스트립은 가열구역의 잔류열에 의해 과열된다. 이 과열은 가끔 열버클링(buckling) 또는 드로우잉 현상때문에 강스트립이 연속 어닐링로 안에서 파열이 일어나게 한다.

강스트립이 로내에서 파열이 되면 로를 열어서 식히고 파열된 강스트립을 꺼내고 로안에 강스트립을 충전할 필요가 있게 된다. 상기 과정은 연속 공정라인을 장시간 정지시키는 원인이 되며, 따라서 공정의 작업능률은 현저하게 감소한다.

일반적으로 로울의 교체 조작, 조정 조작 그러고 또는 청소 조작으로 인해 냉간압연 과정을 이따금 중단시키게 되는 것은 불가피하다.

냉간압연 과정의 중단이 항상 연속 어닐링 과정의 중단을 초래한다면 공정라인의 작업능률은 약 10내지 약 20% 정도 떨어지게 될 것이다. 이 경우 냉간압연 라인과 연속 어닐링 라인과를 연속적으로 연결한다는 것은 사실상 불가능하다.

상기 상황하에서, 종래의 연속라인에 있어서의 상기 결점이 없는 연속 냉간압연 및 어닐링공정이 마련되었으면 하는 것은 제강업계에서 크게 요청하는 바이다.

본 고안의 목적은 냉간압연부의 중단 또는 속도감소가 어닐링부의 중단 또는 속도감소를 일으키지 않는 강재의 연속 냉간압연 및 어닐링 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 연속 어닐링부가 중단 또는 감속되었을 때 그 안에 있는 강스트립이 과열로부터 보호될 수 있는 강재의 연속 냉간압연 및 어닐링장치를 제공하는 것인다.

본 고안의 장치는 다음과 같이 구성된다.

가열영역(6)을 갖는 연속 어닐링로(24); 강스트립(S)을 냉간압연하기 위해 상기 연속 어닐링로(24)의 입구상부에 놓여 있는 최소 한개의 냉간압연기(2); 냉간압연기(2)로부터 강스트립(S)의 공급이 중단될 때 상기 어닐링로(24)로 예비 강스트립 코일(30)을 공급하기 위해, 상기 냉간압연기(2)로부터 상기 연속 어닐링로(24)로 가는 강스트립의 진행로 외부에 그리고 상기 연속 어닐링로(24)의 입구 상부에 위치한 중간리일(23); 상기 예비 강스트립(30)과 먼저 나아간 강스트립(S)을 연결하기 위해 상기 중간리일(23)과 상기 연속 어닐링로(24) 사이에 위치하고 있는 용접기(3); 다수의 예비 강스트립 코일(30-1, 30-2, 30-3, 30-4)들을 파지할 수 있고, 원하는 예비 강스트립 코일을 예정위치에 놓기 위하여 이동할 수 있는, 상기 냉간압연기(2)로부터 상기 연속 어닐링로(2)로 가는 상기 강스트립(S)의 진행로 외부에 그리고 상기 중간리일(23)근처에 위치하고 있는 코일 스키드(31) 상기 코일 스키드(31)내의 예정위치에 놓여 있는 원하는 예비 강스트립 코일을 상기 중간리일(23)로 공급하기 위하여 상기 코일 스키드(31)와 상기 중간리일(23) 사이에 위치한 코일차(32)들로 구성된다.

본 고안의 장치에서 연속 어닐링로의 가열구역에는 파열방지 장치가 마련될 수 있다.

본 고안의 장치는 중간리일이 냉간압연기와 냉간압연기의 하류에 위치한 연속 어닐링로의 사이에 위치한다는 데에 그 특징이 있다.

냉간압연기부의 다음에 연속 어닐링로부가 한 공정 라인상에 있는 장치에 있어서는, 냉간압연기부의 중단 또는 감속이 연속 어닐링로부의 중단 또는 감속을 유발시키지 않거나, 또는 연속 어닐링로부가 냉간압연기부의 중단 또는 감속에 응하여 중단 또는 신속히 감속되든지 할 필요가 있다.

본 고안의 고안자들의 연구결과에 의하여, 냉간압연기부와 연속 어닐링로부의 사이에 큰 스트립 저장용량을 가진 스트립 어큐무레이터를 배치함으로써 냉간압연기부의 중단이나 감속과는 관계없이 연속 어닐링로부를 운전할 수 있으나 이 경우, 그 결과 생긴 연속 공정라인은 지나치게 커져서 경제적 관점에서 쓸모가 없다는 것을 알았다.

따라서 비교적 적은 스트립 저장용량을 가진 중간 스트립 어큐무레이터를 통하여 냉간 압연기부와 연속어닐링로부를 연결할 필요가 있다.

본 고안자들의 연구결과로서 냉간압연기부와 연속어닐링로부 사이에 강스트립 코일을 공급해 주기 위한 중간리일을 둠으로써, 리일안에 예비 강스트립 코일을 넣고 이 코일이 풀리도록 준비조작을 하는데 요하는 시간에 해당하는 스트립 양만큼 스트립 어큐무레이터의 스트립 저장용량을 감소시킬 수 있다는 것이 발견되었다.

즉, 냉간압연기부가 정지되면 중간리일로부터 연속 어닐링로부에 예비 강스트립이 공급될 수 있다. 예비강스트립이 공급되는 등안, 연속 어닐링로부의 속도는 로의 열관성(熱慣性)에 맞추어 정해진 적당한 감속율로 감소될 수 있거나 또는 정지될 수 있다. 따라서 스트립 어큐무레이터의 스트립 저장용량이 작더라도 냉간압연기부의 중단으로 연속 어닐링부가 곧바로 정지하게 되지는 않는다. 따라서 연속 냉간압연 및 어닐링 장치는 높은 작업능률을 발휘할 수 있다.

연속 어닐링로가 정지될 때, 700℃ 이상의 온도에 있는 가열구역에 위치해 있는 강스트립은 과열되어 상술한대로 가끔 파열된다. 따라서, 가열구역의 온도를 떨어뜨리지 않고 강스트립의 파열을 방지할 수 있는 것이 바람직하다.

이 목적을 위해서 연속 어닐링로부의 가열구역에 과열방지 장치를 배치하는 것이 바람직하다. 이 장치는 강스트립의 과열없이 연속 어닐링로부를 속히 감속 또는 정지시킬 수 있게 해 줄 것이다.

연속 과열방지 장치는 로의 가열구역에서 방사되는 열을 적극적으로 흡수할 수 있는 냉각제 유로를 가진 장치, 또는 강스트립에 냉각제를 분사시키는 장치일 수 있다. 본 고안의 장치를 첨부도면에 따라 자세히 설명하겠다.

제 1 도는 본 고안의 연속 냉간압연 및 어닐링 장치의 일실시예의 설명도이다.

제 1 도에 의하면 강스트립(S)은 공급리일(1)에 있는 코일에서 풀리고 용접기(21)에 의해 앞의 강스트립에 용접된다. 강스트립(S)은 루우프차(22)를 따라 진행한 후 일군의 냉간압연기(2)내에 도입된다. 냉간압연된 강스트립(S)은 필요에 따라 보조용접기(3)와 스트랜드 루우퍼(4)를 지나, 연속 어닐링로(24) 내에 도입된다.

제 1 도에 표시된 바와 같이 설비에서 연속 어닐링로(24)는 직접가열실(6), 온도유지실(7), 제 1 냉각실(8), 과시효실(9) 및 제 2 냉각실(10)로 구성되어 있다. 어닐링된 강스트립(S)은 루우프차(11)를 지나 스키드 패스로울(skid pass roll)(12)에 도입된다.

어닐링된 강스트립(S)은 스키드 패스로울(12)에 의해 템퍼압연(temper rolling)된다. 템퍼압연된 강스트립(S)은 그리이싱장치(13)에 의해 기름칠되고 그 다음 트리밍기(14)에 의해 트리밍된다. 이렇게 처리된 강스트립(S)을 코일(15a) 또는 (15b)로 감는다.

제 1 도에서 중간 공급리일(23)이 최후 냉간압연기(2a)와 루우퍼(4)와의 사이에 배치되어 있다. 또한 보조용접기(3)는 중간 공급리일(23)과 루우퍼(4)의 사이에 배치되어 있다.

냉간압연기가 중단했을 때는 예비 강스트립(S')은 중간리일(23)에 있는 예비 코일에서 풀리고 보조용접기(3)에 의해 앞의 강스트립(S)에 연결된다. 따라서 연속 어닐링로부(24)는 냉간압연기부가 중단될 때에도 연속 운전될 수가 있다.

제 2 도는 중간 공급리일(23)의 한 실시예를 나타내는 것인데 이 리일(23)에는 코일 스키드(31)와 접촉하고 있는 코일차(32)가 마련되어 있다. 복수개의 예비코일(30-1), (30-2), (30-3), (30-4)은 자동기중기(33)에 의하여 코일 적치장(도시 안됨)으로부터 코일 스키드(31)에 공급된다.

예비코일(30-1), (30-2), (30-3), (30-4)은 형, 그리고/또는 크기가 서로 다를 수 있다. 냉간압연기부가 중단될 때는 소망하는 형 및 크기의 코일이 코일차(32)에 의해 코일 스키드(31)로부터 중간리일(23)에 공급된다.

자동 기중기(33)는 냉간압연과 어닐링 공정을 위해 예정된(컴퓨터) 프로그램에 따라 자동되어 필요한 예비코일들이 코일 적치장으로부터 코일 스키드(31) 위에 놓여진다.

코일 스키드(31)는 예정위치내에 필요한 예비코일이 놓여지도록 제 2 도의 화살표 방향으로 움직일 수 있으며, 그 안에서 필요한 예비코일이 코일차(32)와 면한다. 코일차(32)는 코일 스키드(31)로부터 필요한 예비코일을 받을 수 있으며, 이 예비코일을 중간리일(23)로 이동할 수 있다.

어닐링로(24)를 통과하는 앞서 나간 강스트립(S)에 연결되는 예비 강스트립(S')은 앞서 나간 강스트립(S)과는 두께에 있어서는 0.3mm 이하, 폭에 있어서는 150mm 이하의 차이를 갖는 두께와 폭을 갖는 것이어야한다.

만약 두께차가 0.3mm 이상이면, 예비오일(S')과 앞서 나간 강스트립(S)과의 용접부가 불규칙적으로 휘어지거나 뒤틀리게 되어 어닐링로(24)를 부드럽게 통과할 수 없다.

만약 폭차이가 150mm 이상이면, 강스트립의 측면방향으로 용접부에 가해진 응력분포가 고르지 못하게 된다. 이러한 고르지 못한 응력분포는 용접부의 열-버클링을 초래한다.

또한 예비 강스트립(S')에 가해질 어닐링 온도는 앞서 나간 강스트립(S)의 온도와 가능한한 가까운 것이 바람직하다. 만약 어닐링 온도 차이가 지나치게 크면, 때때로 어닐링 온도를 필요한 온도치로 빠르게 조절하기가 불가능하다. 왜냐하면 어닐링로의 온도를 빨리 바꾸기가 어렵기 때문이다. 일반적으로 예비 강스트립(S')과 앞서 나간 강스트립(S) 사이의 온도차는 50℃ 이하이어야 한다.

냉간압연과 어닐링 공정이 강의 형이 다른 3가지형의 강스트립을 사용하는 경우, 이들 다른 강스트립의 각각은 0.4∼1.6m의 두께와 700mm∼1600mm의 폭을 가지며, 강스트립의 형의 수는 18개이다(다른 형 3 × 다른 두께2 ×다른 폭 3).

즉, 상기 언급한 경우, 냉간압연 공정이 중단될 때 중간 리일(23)은 어닐링 공정을 중단함이 없이 18가지의 다른 형의 예비코일들을 어닐링로에 공급하여야 한다. 제 2 도의 장치에서, 코일 스키드(31)는 4개의 예비 코일을 포함하고 있다.

그러나 코일 스키드(31)는 4개의 코일이상 혹은 이하를 포함할 수도 있다. 직접 가열실의 실시예가 나타나 있는 제 1 도와 제 3 도 및 제 4 도에서, 냉간압연된 스트립이 벽(41)에 의해 한정된 직접가열실(6) 안에 도입된다.

직접가열실(6)에는 복수개의 가스버너(42-1)-(42-6)가 마련되어 있고, 복수개의 열차단봉(43-1)-(43-7), (44-1)-(44-7)이 또한 마련되어 있다. 각 열차단봉에는 그 안에 냉각제 유로(48)가 형성되어 있으며, 이 열차단봉은 벽(41)에 있는 구멍(41a)을 통하여 직접가열실(6)안에 강스트립(S)표면에 평행하게 수평으로 삽입되어 있다.

각 열차단봉은 공기 실린더(47)에 의해 구멍(41a)을 통해서 왕복적으로 움직일 수 있다. 구멍(41a)은, 밀봉기체 공급선(46)늘 통해 질소가스 같은 밀봉기체가 마련되어 있는 밀봉실(sealing chamber)(45)에 의해 밀봉되어 있다.

따라서 직접가열실(6)의 내부는 외기로부터 완전 차단되어 있다. 열차단봉은 강스트립의 과열을 방지하도록 강스트립과 직접가열실의 벽에서 복사된 열을 흡수하고 냉각제 유로(48)를 통해 흐르는 냉각제에 의해 냉각된다.

어닐링로부의 운전이 중단 또는 속도가 감속되면 가스버어너가 정지되거나 부분적으로 잠기고, 직접가열실에 대한 온도조절계의 기정 프로그램에 따라 열차단봉이 직접가열실에 삽입된다. 다른 열차단장치가 제 5 도에 표시되어 있다.

제 5 도에서 직접가열실(6)은 수직로부분(49-1), (49-2)과 수평로부분(51-1), (51-2)으로 구성되어 있다. 냉간압연된 스트립(S)은 안내로울(55-1), (55-2), (55-3)을 따라 수직로부분(49-1), 수평로부분(51-1), 수직로부분(49-2) 및 수평로부분(51-2)을 연속해서 통과한다.

각 로부분의 내부 분위기는 한쌍의 밀봉장치(50-1)과 (50-2), (50-2)와 (50-3), 또는 (50-3)과 (50-4)에 의해 조절될 수 있다. 특히, 수평로부분(51-1)의 내부 분위기는 그 안에 흐르는 질소기체에 의해 조절된다.

수평로부분(51-1)에는 복수개의 냉각제 분출노즐(53)이 강스트립(S)의 진행로 양측에 위치해 있다, 이 노즐은 주관(56)과 지관(57) 및 (58)을 통해 냉각제 탱크(52)에 연결되어 있다. 또한 수평로부분(51-2)에는 복수개의 냉각제 분출노즐(54)이 상기와 동일한 방식으로 설치되어 있다. 노즐(54)은 주관(59)과 지관(60) 및 (61)을 통해 냉각제 탱크(52)에 연결되어 있다.

연속 어닐링로의 운전이 중단 또는 속도가 감속될 때에는, 직접가열심에 대한 온도조절계 기정 프로그램에 따라, 노즐(53) 및 (54)을 통해 냉각수 등의 냉각제가 보통 온도가 600내지 700℃ 되는 스트립(S)의 양면에 압력을 받아 분사된다.

본 고안에 의하여, 처음으로 냉간압연 공정라인은 연속 어닐링 공정라인과 연결되어 단일 공정라인을 이루게 될 수 있는 것이다. 이 단일 냉간압연 및 어닐링 공정라인는 강철공업에 대해 대단히 가치있는 것이다.

본 고안의 장치에서, 연속 어닐링로는 냉간압연기의 작동이 중단되었을 때도 작업을 계속할 수 있다. 이러한 특징은 노의 정지, 재가열 그리고 무적재 작동(unloading operation)으로 인한 노의 에너지 소모를 감소하는데 대단히 효과적이다. 또한 이러한 특징은 어닐링로의 작동효율과 생산성을 향상시키는데 매우 효과적이다. 더우기 상기 언급한 특징은 바람직하지 못한 강스트립의 열-버클링과 파손을 방지하는데 대단히 효과적이다.

Claims (1)

1. 가열영역(6)을 갖는 연속 어닐링로(24): 강스트립(S)을 냉간압연하기 위해 상기 연속 어닐링로(24)의 입구 상부에 놓여 있는 최소 한개의 냉간압연기(2); 냉간압연기(12)로부터 강스트립(S)의 공급이 중단될 때 상기 어닐링로(24)로 예비 강스트립 코일(30)을 공급하기 위해, 상기 냉간압연기(2)로부터 상기 연속 어닐링로(24)로 가는 강스트립의 진행로 외부에 그리고 상기 연속 어닐링로(24)의 입구 상부에 위치한 중간리일(23); 상기 예비 강스트립(30)과 먼저 나어간 강스트립(S)을 연결하기 위해 상기 중간리일(23)과 상기 연속 어닐링로(24) 사이에 위치하고 있는 용접기(3); 다수의 예비 강스트립 코일(30-1, 30-2, 30-3, 30-4)들을 파지할 수 있고, 원하는 예비 강스트립 코일을 예정위치에 놓기 위하여 이동할 수 있는, 상기 냉간압연기(2)로부터 상기 연속 어닐링로(2)로 가는 상기 강스트립(S)의 진행로 외부에 그리고 상기 중간리일(23)근처에 위치하고 있근 코일 스키드(31); 상기 코일 스키드(31) 내의 예정위치에 놓여 있는 원하는 예비 강스트립 코일을 상기 중간리일(23)로 공급하기 위하여 상기 코일 스키드(31)와 상기 중간리일(23) 사이에 위치한 코일차(32)들로 구성된 것을 특징으로 하는 강스트립의 연속 냉간압연 어닐링 장치.