KR100341771B1

KR100341771B1 - 연속소둔설비의스트립냉각용2차저온가스제트냉각장치

Info

Publication number: KR100341771B1
Application number: KR1019970075285A
Authority: KR
Inventors: 김근영
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 1997-12-27
Filing date: 1997-12-27
Publication date: 2002-10-19
Anticipated expiration: 2017-12-27
Also published as: KR19990055352A

Abstract

본 발명은 연속 소둔 설비(Continuous Annealing Line:CAL)의 최종 냉각대(Final Cooling Section)에서 스트립을 종점 온도(약 50℃)까지 냉각하는 2차 냉각시, 고속 통판시의 스트립이 워터 탱크 내에서 사행하는 것 및 물속의 이물질에 의한 스트립 표면의 결함 발생을 방지할 수 있도록 한 연속 소둔 설비의 최종 냉각대에서 사용되는 스트립 냉각용 2차 저온 가스(Cold Gas) 제트 냉각 장치에 관한 것이다.

본 발명의 저온 가스 제트 냉각 장치는, 스트립을 냉각시킬 냉각수를 냉매에 의해 저온으로 냉각시키는 저온 냉각기(25)와, 스트립을 냉각시키고 승온된 냉각가스를 흡입하여 저온의 냉각수에 의해 냉각하는 가스 쿨러(23)와, 가스 쿨러(23)에서 냉각된 저온의 냉각가스를 스트립에 분사하여 냉각하도록 냉각부(21)로 보내는 송풍기(22), 및 저온 냉각기(25)에서 냉각된 냉각수를 가스 쿨러(23)로 순환시키는 펌프(24)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성이다.

Description

연속소둔설비의 스트립 냉각용 2차 저온 가스 제트 냉각 장치{COLD GAS JET COOLING APPARATUS FOR COOLING STEEL STRIP IN CONTINUOUS ANNEALING LINE}

연속 소둔 설비의 소둔로는 도 1의 개략적인 도시와 같이, 예열대(Preheating Section:PHS), 가열대(Heating Section:HS), 서냉대(Slow Cooling Section:SCS), 균열대(Soaking Section:SS), 급랭대(Rapid Cooling Section:RCS), 과시효대(Overaging Section:OAS), 최종 냉각대(Final Cooling Section:FCS) 등으로 구성된다.

또한, 여기서, 최종 냉각대(이하, FCS)는 도 2 의 개략적인 도시와 같이, 일반적으로 1차 냉각 장치인 가스 냉각대(Gas Cooling Section)(1) 및 2차 냉각 장치인 수냉각대(Water Cooling Unit)(2)로 나뉘어진다.

FCS 에서는 가스-제트 냉각대에서, 약 60∼70℃로 냉각된 노내 분위기 가스를 스트립 표면에 분사하여 스트립의 온도를 보통 450℃에서 약 150℃로 냉각시키고, 수냉각 탱크를 통과하면서 약 40℃인 수탱크내 냉각수에 의해 스트립이 150℃에서 약 50℃로 냉각된다.

이와같이 종래의 FCS가 각각 상이한 두가지 냉각 장치를 사용하는 것은, 1차의 가스 제트 냉각 방식으로는 FCS 출측에서의 스트립 온도를 50℃로 냉각시키는 것이 불가능하기 때문이다. 전술한 바와 같이, 1차 냉각 장치에서는 냉각 가스의 온도가 60∼70℃로서, 이러한 가스로는 스트립을 50℃로 냉각할 수 없다. 여기서는 가스의 쿨러(cooler)로서 일반 냉각수를 사용하고 있다.

따라서, 스트립의 종점 온도를 50℃로 냉각하기 위하여 열전 계수가 더욱 큰 워터 퀀칭(Water quenching) 방식 즉, 수냉각(Water cooling) 방식을 병행하여 사용하는 것이다.

그러나, 종래의 FCS 에서 스트립의 2차 냉각을 위하여 수냉각 장치를 사용하는 경우, 조업상 여러 문제가 야기되는데, 예컨대, 수탱크 내의 이물질 축적 및 이로 인한 스트립 표면의 결함 발생 문제, 수탱크 내에서의 롤과 스트립 사이에 발생하는 수막으로 인한 마찰력 감소 및 이에 따른 사행 문제, 스트립과 물의 상대 운동에 의한 액중 저항에 따른 장력 변동 및 보상 문제, 그리고 수탱크 및 롤의 정비 곤란의 문제 등이 존재하였다.

따라서, 상기 설명한 바와 같은 FCS 에서의 2차 냉각 장치인 수냉각 장치의 문제점을 해결하기 위해 상이한 방식의 냉각 방식의 필요성이 제기된 바, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 연속 소둔 설비의 최종 냉각대에서의 2차 냉각 방법으로, 1차 냉각시의 가스 제트 냉각 방식과 유사하지만 가스의 냉각 방식이 상이한 저온 가스(Cold Gas)에 의한 냉각 방식으로, 고속 통판시 스트립의 사행 및 물속의 이물질에 의한 스트립 표면의 결함 발생을 방지할 수 있는 연속 소둔 설비의 최종 냉각대에서 사용되는 스트립 냉각용 2차 저온 가스(Cold Gas) 제트 냉각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 연속 소둔 설비의 소둔로를 개략적으로 도시한 도면,

도 2 는 종래의 연속 소둔 설비 최종 냉각대의 구성을 도시한 도면,

도 3 은 본 발명을 실시하기 위한 연속 소둔 설비의 최종 냉각대(FCS)의 구성을 개략적으로 도시한 도면,

도 4 는 FCS 를 구성하는 본 발명의 스트립 냉각용 2차 저온 가스 제트 냉각 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

21:냉각부 22:송풍기 23:가스 쿨러 24:냉각수 순환 펌프

25:저온냉각기(Chiller) 30:스트립

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연속 소둔 설비의 최종 냉각대에서 사용되는 스트립 냉각용 2차 저온 가스 제트 냉각 장치는, 스트립을 냉각시킬 냉각수를 냉매에 의해 저온으로 냉각시키는 저온 냉각기(25)와, 스트립을 냉각시키고 승온된 냉각가스를 흡입하여 저온의 냉각수에 의해 냉각하는 가스 쿨러(23)와, 가스 쿨러(23)에서 냉각된 저온의 냉각가스를 스트립에 분사하여 냉각하도록 냉각부(21)로 보내는 송풍기(22), 및 저온 냉각기(25)에서 냉각된 냉각수를 가스 쿨러(23)로 순환시키는 펌프(24)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성이다.

이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 3 에는 본 발명을 실시하기 위한 연속 소둔 설비의 최종 냉각대(FCS)의 구성이 개략적으로 도시되며, 도 4 에는 FCS 를 구성하는 본 발명에 따른 스트립 냉각용 2차 저온 가스 제트 냉각 장치의 구성이 개략적으로 도시되고 있다.

도 3 도시와 같이, 본 발명에서는 연속 소둔 설비(Continuous Annealing Line)의 최종 냉각대(Final Cooling Section)를 1차 냉각 장치인 가스 제트 냉각 장치(10)와, 2차 냉각 장치인 저온 가스(Cold gas) 제트 냉각 장치(20)로 구성한다.

도 4 에는 본 발명의 연속 소둔 설비의 최종 냉각대에서 사용되는 스트립 냉각용 2차 저온 가스 제트 냉각 장치가 개략적으로 도시되고 있는데, 냉각부(21), 재순환 가스용 팬(Recirculating gas fan)을 구비한 송풍기(Blower)(22), 가스 쿨러(cooler)(23), 냉각수 순환 펌프(24), 저온 냉각기(Chiller)(25)를 구비하는 구성이다.

이송되는 스트립(30)을 냉각하기 위한 냉각부(21)는 저온 가스 제트 냉각 형식으로, 플리넘 챔버가 길이 약 16∼17m 로, 홀 노즐을 지닌 용접 구조물 형태이다.

냉각부(21)에 스트립 냉각용 저온 가스(Cold gas)를 공급하기 위한 재순환 가스용 팬을 구비한 송풍기(22)는 모터로 구동되며 30℃로 냉각된 적정량의 노내 분위기 가스를 순환시키기 위한 것이다.

가스 쿨러(23)는 내부로 냉각수가 흐르고 외부로는 노내 분위기 가스가 흐르도록 구성된 핀(Fin)이나 튜브(Tube) 형태로, 스트립(30)을 냉각하기 위하여 분사되어 승온된 60∼70℃의 냉각가스를 스트립 표면으로부터 흡입하여 내부로 흐르는 10∼15℃의 냉각수에 의해 30℃ 정도로 냉각한다.

또한, 냉각수 순환 펌프(Chilled water circulating pump)(24)는 저온 냉각기(25)에서 냉매에 의해 10∼15℃로 냉각된 순수인 냉각수를 가스 쿨러(23)로 순환시키기 위한 것이며, 저온 냉각기(Chiller)(25)는 가스 쿨러(23)에서 냉각가스를 냉각시키면서 33℃ 정도로 승온된 냉각수를 냉매에 의해 냉각시키기 위한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 장치를 통해 스트립을 냉각하는 과정을 설명하면, 송풍기(22)의 작동에 의해 형성된 부압에 의해 스트립을 냉각하도록 분사된 냉각가스가 승온된 상태로 흡입되어 가스 쿨러(23)로 유동하면, 저온 냉각기(25)에서 냉매에 의해 저온으로 냉각된 냉각수가 펌프(24)의 작동으로 가스 쿨러(23)의 내부로 공급되어 냉각 가스를 냉각시킨다.

저온으로 냉각된 냉각 가스는 송풍기(22)에 의해 스트립 냉각부(21)로 공급되어 가스 제트 방식으로 노즐을 통해 강스트립(30)에 분사되어 냉각을 수행하며, 가스 쿨러(23)에서 냉각 가스를 냉각시키기 위해 사용된 냉각수는 승온되어 다시 저온 냉각기(25)로 순환하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 장치를 통한 냉각 방식의 특징은 1차 냉각장치의 가스 쿨러에서는 상온의 냉각수로 가스를 냉각시키는 반면, 2차 냉각 장치의 가스 쿨러에서는 냉매로 냉각된 저온의 차가운 냉각수로 가스를 냉각시키는 점이다. 따라서, 2차 냉각 장치에서는 1차 냉각 장치에서 보다 더욱 낮은 온도로 스트립을 냉각시킬 수 있어서 스트립 온도를 50℃까지 냉각시킬 수 있다.

일반적으로 수냉각 장치의 냉각 속도는 보통 170℃/초 로 알려져 있으며, 열전계수는 2600 kcal/(hr·㎡·℃)이나, 본 발명에서의 저온 가스 냉각 장치는 열전계수가 약 100 kcal/(hr·㎡·℃)이다.

상기와 같은 데이타로부터 본 발명을 실시하기 위한 FCS 의 냉각 장치의 구성을 분석하면, 1차 냉각 장치에 따른 스트립의 패스(pass)수는 6으로 종래와 동일하고, 2차 냉각 장치에 의한 스트립의 패스수도 6 이다.

따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 연속 소둔 설비에서 냉각되는 스트립의 표면 결함의 발생을 방지할 수 있어서, 강 스트립의 품질을 향상시킬 수 있으며, 수냉각 장치 사용시 발생하는 점검 정비의 곤란 등의 문제를 해소할 수 있어서 생산성이 향상되는등 유용한 효과가 달성될 수 있다.

Claims

스트립을 냉각시킬 냉각수를 냉매에 의해 10~15℃의 저온으로 냉각시키는 저온 냉각기(25)와;

스트립을 냉각시키고 60~70℃로 승온된 냉각가스를 흡입하여 상기 저온의 냉각수에 의해 30~33℃로 냉각하는 가스 쿨러(23)와;

가스 쿨러(23)에서 냉각된 저온의 냉각가스를 스트립에 분사하여 냉각하는 냉각부(21)와;

상기 냉각부(21)로 냉각된 저온의 냉각가스를 압송하는 송풍기(22) 및

저온 냉각기(25)에서 냉각된 냉각수를 가스 쿨러(23)로 순환시키는 펌프(24)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속소둔설비의 스트립 냉각용 2차 저온 가스 제트 냉각 장치.