KR940001662Y1 - 열간압연용 스케일 제거장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열간압연용 스케일 제거장치

제1도는 본 고안에 따른 스케일 제거장치의 개략구성도.

제2도는 본 고안에 따라서 커텐형 노즐(Nozzle)이 부착된 헤더(Header)의 구성도.

제3도는 제2도의 A-A'선 단면도.

제4도는 제2도의 정면도.

제5도는 노즐팁(Nozzle tip)의 구성도.

제6도는 종래기술과 본 고안의 충돌압력 효과를 비교도시한 그래프도.

제7도는 종래기술과 본 고안의 스케일 제거율을 비교도시한 그래프도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스케일 제거장치 10 : 열연강판

15 : 고압수헤더(header) 20 : 커텐(curtain)형 분사노즐

21 : 노즐팁(Nozzle tip) d : 노즐간격

p : 노즐각도 s : 경사각

본 고안은 제철공장의 열간압연 공정에서, 조압연(租壓延) 및 사상압연(仕上壓延) 전에 열연판재에 형성된 스케일(Scale)에 고압수를 분사시켜 제거시킴으로서 고표면품질의 열연강판을 제조하기 위한 스케일 제거능력이 우수한 커텐(curtain)형 고압수 노즐이 갖춰진 열연스케일 제거장치에 관한 것이다.

열간압연 공정에 있어서, 일반적으로 가열된 압연판재의 표면에는 1차 스케일이 부착되고, 압연공정중에서 시간경과에 따라 표면에 2차 스케일이 형성된다. 상기와 같이 스케일이 형성된채로 열연강판을 압연하면 스케일이 열연강판의 표면에 압입(壓入) 되어 제품의 표면결함을 유발시킨다. 따라서, 일관제철소의 열간압연공정에서는 조압연기의 일측 및 사상압연기의 일측에 탈스케일(descaling) 장치를 부착하여 스케일 결함이 발생하지 않은 열연제품을 얻고자 노력하고 있다. 이러한 탈스케일 장치에 관한 종래기술로서는, 100-200kgf/㎤의 고압수를 열연강판 표면에 분사시켜 급냉효과를 얻음으로서 스케일과 열연판재의 조직사이에 열웅력(thermal stress)을 발생시켜 스케일에 균열(crack)을 발생시킨 다음, 고압수 압력에 의해 제거시키는 기술이 제안되어 있고, 그외에는 압연판재를 압축변형시켜 스케일을 제거하거나, 열연판재의 표면에 강재소립자(shot)를 분사 충돌시켜 스케일을 제거하는 쇼트브래스팅(shot blasting) 방법등이 있다. 그리고 롤레벨러(roll leveller)등의 기계를 이용하여 열연판재의 표면에 변형을 부여함으로서 스케일을 제거하는 장치등이 일본국 특허공보 소 57-36013호에 개시되어 있다.

그러나 상기 방식중에서 고압수를 분사시켜 스케일을 제거하는 방식이 가장 보편적으로 사용되고 있고, 이러한 종래기술은 파이프(pipe)형 노즐을 여러개 중첩(overlap) 시켜서 열연판재의 전체폭에 걸쳐서 균일한 고압수 충돌압력이 얻어지도록한 것으로서 일본국 특허공보 소 52-142047호와, 특허공보 소 62-47086호 및 특허 공보 평(平) 1-278907호에 기재되어 있다.

한편, 상기 기술에서는 파이프형 노즐에 형성된 분사구멍이 각각 일정 간격으로 형성되어 있기 때문에, 하나의 분사구멍에 대하여 열연판재와 최단거리를 형성하는 부분에서의 고압수 충돌압력과 최장거리를 형성하는 부분에서의 고압수 충돌압력이 다르게되어 실제로는 열연판재의 전체폭에 걸쳐서 고압수 충돌압력분포가 변하게되고, 따라서 폭방향의 표면온도편차가 불균일하게 발생되며, 열연판재의 표면에 스케일 박리율 편차가 발생하는 것이었다. 또한, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 파이프형 노즐을 서로 중첩시켜 구성하고는 있지만 열연판재의 표면에는 상기 문제점이 실제로 존재하는 것이었다.

본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 열연공정의 탈스케일설비에서 열연판재의 폭방향 고압수 충돌압력분포가 균일하면서 탈스케일성능이 향상된 커텐형 분사노즐을 이용한 열연스케일 제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 제철소의 열간압연공정에서 고압수를 분사시킴으로서 열연강판의 표면스케일을 제거하는 장치에 있어서, 노즐팁에 일정크기의 노즐각도를 형성하고, 0.5-1.0(㎜)의 노즐팁간격을 형성한 커텐형 분사노즐이 열연강판의 전폭에 걸쳐서 압연방향에 대하여 경사지게 고압수헤더에 장착되어 열연판 폭방향 충돌압편차가 0.2Kgf/㎤이하로 됨을 특징으로 하는 스케일 제거장치를 마련함에 의한다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세히 설명한다.

제1도에는 본 고안에 따른 스케일 제거장치가 참조부호 1로서 표기되어 있다. 상기 스케일제거장치(1)는 열연강판(10)의 상, 하부에 폭방향 길이의 전체에 걸쳐서 위치된 고압수헤더(header)(15)를 다수개 갖추고 있다.

그리고, 상기 고압수헤더(15)에는 각각 열연강판(10)을 향하여 경사지게 설치된 커텐형 분사노즐(20)을 갖추며, 상기 커텐형 분사노즐(20)에는 각각 한쌍의 노즐팁(21)이 서로 대향되어 일정간격(d)을 열연강판(10)의 전체폭에 걸쳐서 형성하면서 고정되어 있다.

상기 노즐팁(21)이 이루는 일정간격(d)은 고압수의 유량, 압력 및 유속을 결정한 중요한 인자(factor)이고, 본 고안에서는 바람직하게 0.5-1㎜로 설정된다. 또한, 노즐팁(21)이 이루는 노즐각도(p)은 고압수의 유량을 조절하기 위한 것으로 바람직하게는 27。로 설계된다.

한편, 제5도에는 노즐팁(21)의 개략적인 구성이 도시되어 있고, 각각의 노즐팁(21)의 선단에는 고압수의 압력손실을 방지하기 위하여 경사각(S)이 일정각도로 형성되어 있다.

상기와같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

스케일제거장치(1)의 커텐형 분사노즐(20)은 열연강판(10)의 압연방향으로 경사지게 설치되어 있다. 이때, 상기 커텐형 분사노즐(20)이 압연방향으로 경사지게 설치된 이유는 열연강판(10)의 탈스케일 효율에 직접적인 영향을 미치지는 않으나, 압연방향 측으로의 반발력(back scattered farce)을 억제시키면서 열연강판(10)의 표면충돌압력을 증대시킴으로서 박리된 스케일이 비산되어 사상압연 공정에서 재차 침입되는 것을 방지하기 위함이다. 상기 커텐형 분사노즐(20)은 노즐팁(21)의 일전간격(d)을 통해 고압수가 고르게 열연강판(10)의 상, 하부 표면에 분사되고, 따라서 균일한 고압수 충돌 압력을 열연강판(10)의 전폭에 걸쳐서 얻게된다.

이하, 실시예를 통해 본 고안의 작용효과를 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

제6조에는 종래기술의 파이프형노즐과 본 고안의 커텐형 노즐을 사용하였고, 고압수헤더(15)의 분사압력을 150kgf/㎤로 하였으며, 분사노즐과 열연강판(10)과의 거리를 40㎝로 할때에 얻어지는 고압수 충돌압력의 분포 비교결과가 도시되어 있다. 상기 제6도에서 종래기술의 파이프형 노즐의 경우는, 한개의 파이프형 노즐을 사용하여 고압수 충돌압력분포를 충돌압력 측정용 센서로서 측정하고, 열연공정에서 분사패턴(pattern)을 전사(轉寫)시켜 중첩거리(overlap distance)를 측정한 다음, 이 두가지를 이용하여 계산한 결과이고, 본 고안은 노즐각도를 27。로, 노즐팁(21)의 간격(d)을 0.5-1㎜로 하여 측정하였다.

종래기술에 따르면 고압수 분사시에 중첩거리가 변화되어 매우 불균일한 고압수 충돌압력분포를 나타내었지만, 본 고안의 경우에는 분사노즐(20)의 가장 자리 부분에서만 고압수의 충돌압력이 높게 나타날뿐 중심부측은 균일한 충돌압력 분포를 나타내었다. 따라서, 열연강판(10)에 형성된 스케일은 상기 열연강판(10)에 부딪히는 고압수의 충돌압력에 의해 좌우되므로 본 고안의 경우가 종래기술보다 훨씬 균일하게 스케일을 제거할 수 있었다.

그리고, 제7도에는 스케일 제거면적 (폭방향의 위치)에 대한 스케일 박리율 (%)을 본 고안과 종래기술을 대비하여 비교도시하였다. 종래기술에 따르면 고압수의 충돌압력이 낮은 열연강판(10)의 양측면 부위에서는 스케일이 완전히 제거되지 않았으나 본 고안의 경우에 있어서는 거의 완전히 제거되었다. 따라서, 본 고안에 의해 커텐형 분사노즐(20)을 사용함으로서 종래기술의 문제점이 해소되고, 탈스케일 성능이 우수한 스케일 제거장치를 얻을 수 있음이 입증되었다.

상기에서와 같이 본 고안에 의하면 노즐팁(21)의 일정간격(d)이 압연강판 (10)의 전폭에 걸쳐서 형성된 커텐형 분사노즐(20)을 사용하기 때문에, 종래기술의 파이프형 노즐보다도 균일한 고압수의 충돌압력 분포를 얻을 수 있으며, 상기 고압수 충돌압력 분포의 불균일에 따라서 발생하는 스케일 박리율 편차도 감소시킬 수 있는 실용상의 유용한 효과가 얻어진다.

Claims (1)

1. 제철소의 열간압연공정에서 고압수를 분사시킴으로서 열연강판(10)의 표면스케일을 제거하는 장치에 있어서, 노즐팁(21)에 일정크기의 노즐각도(P)를 형성하고, 0.5-1.0㎜의 노즐팁간격(d)을 형성한 커텐형 분사노즐(20)이 열연강판(10)의 전폭에 걸쳐서 압연방향에 대하여 경사지게 고압수헤더(15)에 장착되어 열연판 폭방향 충돌압편차가 0.2Kgf/㎤이하로 됨을 특징으로 하는 스케일 제거장치.