KR920008557B1 - 이동중인 금속제품의 냉각장치 및 그 응용설비 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

이동중인 금속제품의 냉각장치 및 그 응용설비

제1도는 압연롤러에 발출되는 금속만을 냉각시키는 설비의 부분 개략 측면도.

제2도는 상기 설비 전체를 도시한 개략적인 절결 사시도.

제3도는 액체 공급 회로 및 오리피스가 형성되어 있는 벽과 금속판의 표면사이의 거리를 조절하는 수단을 도시한 상기 설비의 측단면도.

＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 금속판 2: 압연롤러

3 : 컨베이어 롤러 5 : 하부 박스

6 : 상부 박스 7, 8 : 공급관

9 : 스페이서 13 : 오리피스

18 : 스트링거 19 : 횡방향 브래킷

20 : 잭 21 : 받침대

24 : 수직벽 28 : 관상팁

31 : 회동부 32 : 슬리브

본 발명은 이동중인 금속제품을 냉각시키는 장치 및 그 응용설비에 관한 것이다.

본 발명의 장치는 주조되면서 연속적으로 공급되는 금속제품으로서, 적어도 하나 이상의 평면을 갖는 금속제품을 냉각시키는 데 사용된다. 본 발명은 예컨대, 두께가 대·중급에 속하는 철판, 박판 밴드 및 형강등과 같은 압연제품과, 괴철 및 연신된 강철봉과 같은 연속 주조제품 등의 경우에 응용할 수 있다.

전술한 제품을 냉각시킨데 있어서는 제품의 결정 구조를 정상으로 유지하거나 시간이 경과함에 따라 이러한 결정 구조가 균형있게 정상적으로 변하게 하는 것이 전제조건이 되기 때문에, 이 문제는 오래전부터 특별한 관심의 대상이 되어 왔다.

실제로는 공기, 물 또는 수증기 등과 같은 냉각체를 단독, 혼합 또는 분무형태로 분무함으로써 이러한 냉각을 실현할 수 있는 장치는 여러가지가 공지되어 있다.

특히, 벨기에왕국 특허 제 851,381호에는 공기에 분무화된 물을 제품의 표면에 분무시킴으로써 이 제품을 냉각시키는 장치가 개시되어 있다.

그러나, 이러한 장치는 냉각 대상 제품이 클 때에는 여러가지 단점을 수반한다.

이 장치는 특히, 냉각 대상 제품의 폭이 넓을 때에는 여러개의 내부 박스가 서로 대향하여 배치되어 있어서 제조 및 유지가 매우 까다로운 비교적 복잡한 구조로 되어 있다. 그 외에도, 이 장치를 이용하면 분무용 압축 공기를 대량으로 소비하게 된다. 또한, 공기와 물의 유량을 균질적으로 배분하기 위해서는 특별한 장치를 필요로 하며, 이로 인해 시설비용이 많이 소요된다.

본 발명의 목적은 전술한 여러가지 단점을 제거할 수 있는 장치를 마련하는 것이다.

본 발명에 의한 장치는 적어도 하나의 평면을 갖고 예정된 통로를 따라 공급되는 금속제품을 액체를 이용하여 냉각시키는 장치로서, 냉각 대상 제품의 평면과 평행으로 대향하게 그리고 제품의 평면과 벽 사이에 일정한 두께의 공간이 형성될 수 있도록 배치된 벽을 포함하고, 상기 벽에는 전술한 공간과 통하는 적어도 하나 이상의 오리피스가 마련되어 있어서 액체가 이 벽을 통과할 수 있게 되어 있으며, 상기 오리피스는 액체원에 연결되어 있고, 액체의 유량뿐 아니라 벽과 냉각 대상 제품의 평면 사이의 거리까지도 조절하는 수단을 포함하는 것이 특징이다.

특정한 실시예에 있어서, 이러한 오리피스들은 벽중 적어도 냉각 대상 제품의 평면과 대향하고 있는 부분에서는 5점형으로 분포한다.

특히, 본 발명에 있어서는 액체에 의한 부식에 대해서 내성이 있는 재료로 형성된 오리피스가 제공되어 있다. 이를 위하여 오리피스에는 필요한 내경을 가지며 황동 또는 스테인레스강 등으로 만든 관상 부재가 마련되어 있다.

본 발명에 따른 장치의 한 실시예에 있어서, 오리피스가 관통하는 벽은 냉각 대상 제품의 평면에 액체를 분배하는 박스의 하부면을 구성한다.

따라서, 이러한 박스의 하부면에 형성된 오리피스에는 박스의 내측으로 길게 연장된 관상팁이 제공되어 있다. 본 발명에 있어서, 이러한 관상팁의 길이는 항상 그 내경의 5배 이상으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 관상팁은 액체에 의하여 부식되지 않는 재료, 즉 황동 또는 스레인레스 강으로 만드는 것이 바람직하다.

이 관상팁이 있기 때문에, 하부벽으로 물이 배출되게 되어 있는 경우에는 이 박스의 바닥에 침전되는 물질에 의하여 오리피스가 막히는 것을 방지할 수 있을뿐 아니라, 오리피스에서 액체를 더 균일하게 배출할 수 있게 된다.

본 발명은 또한 이후에 설명하는 장치를 이용하여 금속제품을 냉각시키는 설비에 관한 것이다.

본 발명에 따른 적어도 하나 이상의 평면이 있는 이동한는 금속제품을 액체를 이용하여 냉각시키는 설비는 전술한 바와 같이 상기 제품의 적어도 하나의 평면, 바람직하기로는 제품의 모든 평면에 대향하여 배치된 다수의 장치를 포함한다. 이와 같은 설비에 있어서는 제품의 동일 평면에 대향하여 위치한 장치에 속하는 오리피스가 마련된 벽을 동일한 평면내에 배치하고, 이러한 벽들을 제품이 이동되는 방향으로 연속하여 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 한 실시예에 있어서, 금속판과 같이 상·하 평면을 갖고, 롤러식 컨베이어에 의해 이동되는 금속제품을 냉각시키는 설비는 다음과 같은 구성 요소 즉, (A)(a) 상부면이 제품과 컨베이어 롤로와의 접촉면 보다 아래에 위치하도록 컨베이어 롤러들 사이에서 제품 아래에 배치된 하부 박스와, (b) 하부 박스에 냉각 액체를 공급하는 수단을 포함하는하부 고정 조립체와, (B) 수직 방향으로 이동하며, (c) 제품의 위쪽에 하부 박스와 대향하여 배치된 상부 박스와, (d) 상부 박스들 사이에 배치되어 있고 폭은 인접한 2개의 박스 사이의 거리와 같고 높이는 상부 박스의 높이 보다 높으며 그 하부면이 상부 박스의 높이와 같은 수준에 위치하도록 인접한 박스에 고정된 장방형 단면의 스페이서(spacer)와, (e) 스페이서를 스트링거에 용접함으로써 스페이서와 상부 박스로 형성된 조립체가 현수되는 스트링거와, (f) 상기 스트링거를 지지하는 횡방향 브래킷과, (g) 상부 박스에 냉각 액체를 공급하는 수단을 포함하는 상부 조립체와, (C) 하부 고정 조립체(A)에 대한 상부 가동 조립체(B)의 수직 위치를 조정하며, (h) 상기 스페이서 위에 조립되어 있고 가동 조립체(B)에 고정된 모터와, (i) 상기 횡방향 브래킷의 단부에 배치되어 있고 전체 설비의 바닥에 지지된 잭과, (j) 가동 조립체(B) 위에 설치되어 있고 모터에 의하여 상기 잭을 조정하는 분배기구를 포함하는 조정 수단과, (D) 상·하부 박스에서 배출된 액체를 배출하는 수단을 구비한다.

이상에서는 본 발명에 의한 설비의 일 실시예에 대해서 예컨대, 가열된 압연롤러에서 발출되는 금속판을 냉각시키는 설비를 설명하였다. 그러나, 이 설명은 본 발명을 제한하는 것이 아니며, 위에서 설명한 설비는 본 발명의 범위내에서 예를 들면, 적어도 하나 이상의 평면을 갖는 형강과 같은 다른 제품을 냉각시키는데 적합하도록 이를 적당히 변경할 수도 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상술한다.

제1도는 압연롤러(2)에서 발출되어 컨베이어 롤러(3)이 달린 컨베이어 위에 반송되어 화살표(4) 방향으로 이동하는 금속판(1)을 도시한 것이다. 이 금속판은 본 발명에 의한 냉각설비를 지나가게 되는데, 이러한 냉각설비의 한쪽에는 컨베이어 롤러(3) 사이에 배치된 하부 박스(5)가 마련되고, 다른 한쪽에는 하부 박스(5) 위쪽에 배치된 상부 박스(6)이 마련되어 있다. 이와 같은 상·하부 박스에는 각각 공급관(7,8)에 의하여 액체가 공급된다. 상부 박스(6)들 사이에는 스페이서(9)가 배치되어 있고 이 스페이서의 하부면은 상부박스의 오리피스가 형성되어 있는 벽을 포함하는 평면에 위치한다. 이 스페이서는 한편으로는 제품과 대향하는 면의 연속성을 보장함으로써 액체가 공급되는 공간(10)의 두께를 일정하게 하며, 다른 한편으로는 인접한 박스들 사이의 간격을 일정하게 유지시킨다. 이러한 스페이서가 마련됨으로써, 금속판이 상부 박스에 고착되는 위험도 방지할 수 있다. 공급관(7,8)을 통하여 유입되는 액체는 공간(10)내에서 금속판(1)을 냉각시킨 후(도시되지 않음) 집합관을 거쳐 배출된다.

제2도는 제1도에 도시한 설비를 더 상세히 도시한 것으로서, 여기에서는 특히 냉각설비내로 인입되는 금속판(1)을 도시하였다. 금속판(1)은 롤러(3) 위로 이동하며, 롤러들 사이에는 하부 박스(5)가 배치되어 있다. 이 하부 박스는 그 상부면이 금속판과 롤러 사이의 접촉면 아래로 10 내지 100mm 정도의 간격을 두고 배치되어 있다. 이러한 간격을 확보함으로써 금속판이 하부 박스에 고착되는 위험을 미연에 방지할 수 있을 뿐 아니라, 만족스러운 냉각 효율도 보장할 수 있다. 박스(5)에는 개별적으로 공급관(7)로 부터 액체가 공급되고, 각 개별 분지관(11)에는 대응하는 하부 박스를 격리시키는 밸브(12)가 제공되어 있다. 박스(5)의 상부면에는 오리피스(13)이 형성되어 있는데, 이 오리피스의 직경은 0.5 내지 10mm, 바람직하기로는 1 내지 5mm이다. 오리피스의 수는 직경이 매우 큰 오리피스의 경우에는 1㎡당 적어도 100개 이상이고, 직경이 작을 때에는 액체의 통과 단면을 유지함으로써 필요한 양의 액체가 흐를 수 있도록 그 수를 증가시킨다. 하부 박스의 전면에는 수폄으로, 바람직하기로는 상류쪽으로 기복이 있는 톱니(23)이 제공되어 있기 때문에, 금속판을 안내하면서도 액체의 일부가 흐를 수 있게 되어 있다.

하부 박스(5)의 대향면에는 상부 박스(6)이 배치되어 있고, 이 상부 박스의 하부면, 즉 금속판(1) 쪽으로 향한 면에는 오리피스(13)과 유사한 오리피스들이 형성되어 있다. 본 발명에 있어서 각 상부 박스(6)은 하부 박스(5)에 정확히 대향하여 위치할 필요는 없으며, 상부 박스들 사이의 간격은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 하부 박스들 사이의 간격과 다르게 할 수도 있다. 상부 박스(6)에는 공급관(8)로 부터 액체가 공급되고, 제1부분(14) 및 제2부분(14')으로 이루어진 각 분지관은 2개의 개별관(15,16)으로 분리되어 있으며, 각 개별관은 각각 하나의 박스에 액체를 공급하고, 이 개별관에는 대응하는 상부 박스를 격리시킬 수 있는 밸브(17)이 제공되어 있다.

상·하부 박스의 공급회로가 제3도에 보다 상세히 도시되어 있다.

제1도에 도시한 바와 같이, 상부 박스(6)들 사이의 공간에는 스페이서(9)가 위치하고 있다. 이러한 스페이서(9)는 적당한 방식으로 박스(6)에 고정되어 있고, 그 높이는 박스(6)의 높이보다 더 높게 되어 있다. 스페이서(9)와 박스(6)의 하부면들은 동일한 평면내에 위치하여야 하기 때문에, 스페이서(9)의 후면은 박스(6)에 비하여 돌출되어 있다. 스페이서(9)는 상부면에서 바람직하기로는 용접에 의하여 스트링거(18)에 단단히 고정되어 있고, 이 스트링거는 횡방향 브래킷(19)에 의하여 지지되어 있다. 이 횡방향 브래킷(19)의 단부는 설비의 바닥에 고정되어 있는 받침대(21) 위에 잭(20)에 의하여 지지되어 있다. 이 잭(20)은 횡방향 브래킷(19), 스트링거(18), 스페이서(9) 및 상부 박스(6) 등으로 형성되는 조립체를 수직으로 이동할 수 있게 함으로써 박스(6)의 하부면과 금속판(1)의 상부표면 사이의 거리를 필요에 따라 적절히 변동시킬 수 있게 한다. 잭(20)은 스페이서(9)의 상부에 바람직하기로는 스페이서와 상부 박스로 형성된 조립체의 종방향 중앙 평면에 설치된 모터(22)에 의해서 공지된 전동장치를 거쳐 구동된다. 모터(22)는 냉각 공간에서 불가피하게 생기는 증기로부터 보호되어 있다.

본 발명에 따르면, 스페이서(9)와 스트링거(18)은 중공형이고 그 단부들은 폐쇄되어 있으며, 교차점에서 서로 연통되어 있다. 이러한 스페이서와 스트링거는 또한 가열된 제품이 설비 내부에 정지하여 있는 경우에 과열로 인한 변형 발생을 방재할 수 있도록 냉각용 액체, 바람직하기로는 물이 연속하여 순환할 수 있는 회로를 형성한다. 이와 같은 냉각수는 박스의 공급 회로와는 별도로 공급되게 함으로써 박스(5,6)의 공급이 자동적으로 또는 우연히 감소되거나 중단되는 경우에도 방해를 받지 아니하도록 상류에 위치한 압연롤러의 냉각 회로에서 공급되게 하는 것이 바람직하다.

설비 전체는 바람직하기로는 수직벽(24)로 둘러싸여 있고, 이 수직벽은 냉각수가 측방으로 배출되는 것을 방지한다. 이러한 수직벽에는 금속판이 설비내로 인입되고 설비로 부터 발출될 수 있도록 하는 개구부가 제공되어 있다. 이 개구부에는 액체가 이러한 개구부를 통하여 흘러나가는 것을 방지하기 위한 수단이 제공되어 있다. 이와 같은 수단은 액체를 가로 방향으로 배출하고, 수직벽 사이에 있는 공간으로 액체를 역류시켜 집합관으로 흘러가게 하는 장치로 구성되어 있다.

수직벽 내에 제공된 입구 개구부에는 본 발명에 따라 압연롤러에서 발출되는 금속판을 설비내로 인입시킬수 있게 안내하는 수단이 설치되어 있다. 이러한 수단은 그 자체도 금속판으로 되어 있고, 입구 개구부 앞에서 깔때기 모양으로 형성된 안내부 또는 전향장치로 구성되어 있다.

제3도에는 액체를 상·하부 박스로 공급하는 회로와 상부 박스의 높이를 조정하는 잭 장치가 도시되어 있다.

액체가 하부 박스에 대칭적으로 균형있게 공급될 수 있도록 박스의 한 단부에 연결된 분지관(11)에는 본 발명에 따라 측관(25)가 설치되어 있고, 이 측관은 액체 유량의 2분의 1을 박스의 반대쪽으로 흐르게 한다.

상부 박스에도 전술한 바와 동일한 원칙에 따라 액체가 공급된다. 각 개별관(15)는 박스(6)의 일단부에 연결되어 있고 측관(26)이 설치되어 있는데 이 측관은 액체 유량의 2분의 1을 박스의 반대쪽으로 흐르게 한다.

액체의 유량중 상응하는 부분을 상·하부 박스의 다른 지점으로 흐르게 하는 보층 측관을 제공하는 것도 본 발명의 범위 내에 속한다.

분지관에는 밀봉 특성을 상실함이 없이 상부 박스를 포함한 조립체를 공급관(8)에 대해서 이동시킬 수 있는 수단이 포함되어 있다.

이러한 수단은 이동 장치(27)로 구성되어 있는데, 이 이동 장치내에 있는 분지관은 사실상 제1부분(14)와 제2부분(14')으로 구성되어 있고, 제2부분의 직경은 제1부분의 직경보다 약간 작다. 제2부분(14')의 단부는 상부 박스(6)의 수직 위치가 변경됨에 따라 제1부분(14)와 맞물려서 그 안으로 삽통될 수 있다. 상기 부분들 사이의 기밀은 가스 압력에 의하여 조절되는 탄성막으로 수행된다.

이미 앞에서 설명한 것처럼, 상부 박스(6)의 오리피스(13)에는 박스의 내부에까지 연장되어 있는 관상팁(28)이 제공되어 있다.

이와 같은 관상팁은 상기 방법에 의해 냉각되지 않은 금속판이 설비를 지나갈 때 비교적 자주 발생되는 과열로 인한 변형으로 부터 박스(6)을 보호한다.

본 발명의 한 보충 특성으로서, 상부 박스(6)에는 사실상 관상팁(28)의 두부보다 낮게 위치한 배수로(29)가 제공되어 있다. 필요한 경우에는 냉각수가 금속판 위로 흐르지 않도록 하여 박스(6)을 냉각시키는 액체의 유량을 소량으로 유지할 수 있다.

이와 같은 경우에 하부 박스(5)는 액체의 유량을 오리피스(13)을 통하여 충분히 흐를만큼, 그러나 냉각되지 않는 금속판의 하부면에 도달하기에는 불충분하게 유지함으로써 보호된다.

모든 경우에 있어서, 상·하부 박스의 오리피스(13)을 통하여 흐르는 액체는 집합관(30)에 모인 다음에 (도시되지 않은) 장치들에 의하여 여과 및 냉각된 후 다시 공급관(7,8)을 통해 배출된다. 이러한 경우에, 특히 증발 등으로 손실된 유량을 보충하기 위하여 보충 물탱크를 설비해 부가할 수도 있다.

제3도에는 종래의 전동장치에 의해 운동이 전달되는 잭(20)과 모터(22)로 구성된 상부 가동 조립체의 기계 시스템도 도시되어 있다. 이러한 잭의 왕복운동경로는 제품이 고착되는 위험을 방지하면서 만족스러운 냉각 효율을 유지하기 위하여, 공간(10)의 두께를 5 내지 300mm, 금속판의 경우에는 30 내지 300mm 사이에서 변동시킬 수 있게 되어 있다. 그러나, 제품이 정지되었을 경우에 이를 처리하기 쉽게 하기 위하여 이 간격을 500mm까지 넓힐 수 있다.

제3도는 받침대(21)에 회동부(31)이 마련되어 있고 상부 가동 조립체가 설비내에 놓이게 되었을 때 이를 안내하도록 설계되고 횡방향 브래킷(19)에 고정된 슬리브(32)에 대응하는 회동부(31)이 받침대(21)에 마련된 것도 도시하고 있다.

Claims (1)

1. 냉각 대상 제품이 이동하게 되는 롤러 컨베이어를 포함하며, 수평한 상부 및 하부 표면을 갖는 금속제품을 냉각시키는 설비에 있어서, (A)(a) 상부면이 제품과 컨베이어 롤러와의 접촉면 보다 아래에 위치하도록 컨베이어 롤러들 사이에서 제품 아래에 배치된 하부 박스와 (b) 상기 상부면의 오리피스를 통해서 배출될 냉각 액체를 하부 박스에 공급하는 수단을 포함하는 하부 고정 조립체와, (B) 수직 방향으로 이동가능하며, (c) 제품의 위쪽에 하부 박스와 대향하여 배치된 하부면을 갖는 상부 박스와 (d) 상부 박스들 사이에 배치되어 있고 폭은 인접한 2개의 박스 사이의 거리와 같고 높이는 상부 박스의 높이 보다 높으며 그 하부면이 상부 박스의 하부면과 같은 높이에 위치하도록 인접한 박스에 고정된 장방향 단면의 스페이서와 (e) 스페이서와 상부 박스로 형성된 조립체가 현수되는 스트링거와 (f) 스트링거를 지지하는 횡방향 브래킷과 (g) 상부 박스의 하부면에 형성된 오리피스를 통해서 배출될 냉각 액체를 상부 박스에 공급하는 수단을 포함하는 상부 가동 조립체와, (C) 하부 고정 조립체(A)에 대한 상부 가동 조립체(B)의 수직 위치를 조정하며, (h) 스페이서 위에 설치되고 가동 조립체(B)에 고정된 모터와 (i) 횡방향 브래킷의 단부에 배치되고 설비의 바닥에 지지된 잭과 (j) 가동 조립체(B) 위에 설치되어 있고 모터에 의하여 상기 잭을 조정하는 분배 기구를 포함하는 조정 수단과, (D) 상부 및 하부 박스에서 배출된 액체를 배출하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속제품 냉각설비.

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