KR101751280B1

KR101751280B1 - 주편처리장치

Info

Publication number: KR101751280B1
Application number: KR1020150156463A
Authority: KR
Inventors: 박영선; 임승호; 김성연
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-06-28
Anticipated expiration: 2035-11-09
Also published as: KR20170054601A

Abstract

주편처리장치를 제시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 주편처리장치는 주편을 이송하는 이송라인; 이송되는 주편의 표층을 스카핑하여 결함을 제거하는 토치유닛; 토치유닛을 지지하는 지지유닛; 및 주편의 이송속도에 따라 토치유닛의 분사각을 조절해 스카핑량을 제어하는 분사각 조절부를 포함한다.

Description

주편처리장치{SLAB PROCESSING APPRATUS}

본 발명은 주편의 이송속도에 따라 토치유닛의 분사각을 제어하는 방식으로 스카핑량을 조절할 수 있고, 토치유닛의 점검 및 정비를 용이하게 수행할 수 있는 주편처리장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조공정에서 생산된 주편(Slab)은 표면에 핀홀 및 개재물, 미세크랙 등의 표층결함이 많고, 고급강종에서 그 정도가 심하다. 이처럼 표층결함이 있는 주편을 압연기에서 압연하면, 판의 파단과 같은 조업 사고를 발생하거나 생산된 열연코일에 결함이 생기게 된다. 따라서 주편은 연속주조 후 표층을 용삭하여 결함을 제거하는 스카핑(Scarfing) 작업을 한 후 열간 압연을 실시하고 있다.

스카핑 작업은 런아웃테이블에서 주편을 이송하는 가운데 토치유닛으로 주편의 표층(상면, 하면 모서리 등)을 용삭하여 결함을 제거하는 방식이 알려져 있다.

그러나 연속주조공정, 스카핑공정, 열간압연공정이 인라인(In-Line)에서 이루어지는 경우에는 주편의 생산속도에 따라 주편의 이송속도가 달라질 수 있는데, 통상의 주편처리장치는 주편의 표층을 스카핑하는 토치유닛의 분사가 일정하게 유지되기 때문에 전체적으로 균일한 스카핑을 구현하기 어려운 문제가 있다. 특히, 일반 주편에 비하여 상대적으로 두께가 얇은 주편(40~120mm)은 주조공정에서 연속하여 생산되고, 조업상황에 따라 주조속도가 변하기 때문에 주편의 이송속도가 변화하는데, 통상의 주편처리장치는 주편 이송속도에 따른 스카핑량의 제어가 어려웠다.

또 이러한 주편처리장치는 주기적으로 토치유닛의 점검과 정비가 필요한데, 토치유닛이 주편의 이송라인에 위치하기 때문에 점검과 정비가 어려울 뿐 아니라, 점검과 정비를 위해 작업을 중단해야 하는 문제가 있었다.

본 발명의 실시 예는 주편의 이송속도에 따라 토치유닛의 분사각을 제어하는 방식으로 스카핑량을 조절할 수 있는 주편처리장치를 제공하고자 한다.

또 본 발명의 실시 예는 토치유닛의 점검 및 정비를 용이하게 수행할 수 있는 주편처리장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 주편을 이송하는 이송라인; 이송되는 상기 주편의 표층을 스카핑하여 결함을 제거하는 토치유닛; 상기 토치유닛을 지지하는 지지유닛; 및 상기 주편의 이송속도에 따라 상기 토치유닛의 분사각을 조절해 스카핑량을 제어하는 분사각 조절부를 포함하는 주편처리장치가 제공될 수 있다.

상기 분사각 조절부는 상기 토치유닛과 상기 지지유닛 중 적어도 하나를 동작시켜 상기 토치유닛의 기울기를 조정해 상기 분사각을 조절하는 토치유닛 구동부와, 상기 주편의 이송정보를 토대로 상기 토치유닛 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 연속주조기, 상기 이송라인, 상기 주편의 이송을 감지하는 이송감지부 중 적어도 하나로부터 상기 주편의 이송정보를 전달받아 상기 토치유닛 구동부의 동작을 제어할 수 있다.

상기 분사각 조절부는 상기 주편의 이송속도가 빨라지면 상기 분사각을 증가시키고, 상기 주편의 이송속도가 느려지면 상기 분사각을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 주편을 이송하는 이송라인; 및 이송되는 상기 주편의 표층을 스카핑하여 결함을 제거하는 토치유닛과, 토치유닛을 지지하여 상기 이송라인 측방의 정비위치로 이동할 수 있는 지지유닛을 갖춘 스카핑장치를 포함하는 주편처리장치가 제공될 수 있다.

상기 지지유닛은 각각 상기 주편의 이송방향과 교차하는 방향으로 이동하는 제1지지유닛과 제2지지유닛을 포함할 수 있고, 상기 토치유닛은 제1지지유닛에 설치된 제1토치유닛과, 상기 제2지지유닛에 설치된 제2토치유닛을 포함할 수 있다.

상기 제1토치유닛과 상기 제2토치유닛은 상기 안내레일을 따라 횡방향으로 이동하여 교대로 작업하되, 임무 교대 시 상호 밀착상태로 이동하며 연속적인 스카핑이 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 주편처리장치는 주편의 이송속도에 따라 토치유닛의 기울기를 조절해 분사각을 조절하는 방식으로 스카핑량을 조절할 수 있기 때문에 주편의 이송속도가 변하는 경우에도 안정된 스카핑를 구현할 수 있고, 스카핑량을 일정하게 유지할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 주편처리장치는 토치유닛을 이송라인 상의 작업위치에서 이송라인 측방의 정비위치로 이동시킬 수 있기 때문에 점검 및 정비를 용이하게 수행할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 주편처리장치는 두 토치유닛이 번갈아 작업할 수 있고, 두 토치유닛의 임무교대 시 상호 밀착상태로 이동하면서 연속적인 스카핑을 구현할 수 있다. 따라서 점검 및 정비를 위해 두 토치유닛의 임무를 교대하는 경우에도 중단없는 스카핑작업을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 주편처리장치의 개념도이다.
도 2는 도 1의 주편처리장치를 이용한 주편의 처리방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 주편처리장치의 개념도이이다.
도 4는 도 3의 주편처리장치를 이용한 주편의 처리방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 주편처리장치의 스카핑장치를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 주편처리장치의 스카핑장치를 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 주편처리장치의 스카핑장치를 정비위치로 이동시키는 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 주편처리장치의 스카핑장치 다른 실시 예로, 복수의 토치유닛을 교대로 운용하는 예를 나타낸다.
도 9와 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 주편처리장치의 스카핑장치에서 주편의 이송에 따른 토치유닛의 분사각을 조절하는 예를 나타낸다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이며, 여기서 제시한 것으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

본 발명에서 설명되는 주편은 연속주조기에서 생산된 상태부터 최종 압연(사상압연) 이전의 소재를 지칭한다. 또 인라인(In-Line)이라는 개념은 연속주조기, 재가열수단, 조압연기, 압연기, 냉각수단, 권취기 등과 같은 설비가 주편 이송라인(런아웃 테이블 등)으로 연결되어 주편이 이송되면서 위 설비들을 차례로 통과하는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 주편처리장치를 이용해 두께가 두꺼운 주편(S), 즉 120 ~ 500mm의 두께를 갖는 주편(S)을 생산해 열연강판을 제조하는 방법을 보여주는 개념도이고, 도 2는 이 주편처리장치를 이용한 주편의 처리방법을 나타낸 흐름도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명 실시 예에 따른 주편처리방법은 연속주조기(10)에서 주편(S)을 생산하는 주편준비 단계(S110); 주편(S)의 온도가 600℃ 미만으로 냉각되기 전에 주편(S)의 상하면 영역을 스카핑(scarfing)하는 스카핑단계(S120); 스카핑된 주편(S)이 600℃ 미만으로 냉각되기 전에 주편(S)을 재가열수단(40)에 장입하여 재결정도온도 이상으로 가열하는 재가열단계(S130); 주편(S)을 후처리하는 후처리단계를 포함한다.

후처리단계는 주편(S)를 열간 압연하여 강판을 생산하는 압연단계(S140)를 포함한다. 또 주편처리방법은 스카핑단계(S120) 이전 또는 이후 소정의 시점에 주편(S)의 상하면 영역의 표면 결함을 검출하는 검출단계(S150)를 포함할 수 있다.

주편준비단계(S110)는 열연 압연에 소재로 사용되는 주편(S)을 생산하는 단계로 연속주조기(10)를 이용하여 120 ~ 500mm 두께의 주편(S)을 연속 생산하고, 연속주조기(10)의 후미에 설치되는 주편절단기(20, TCM; torch cutting machine)를 이용하여 생산되는 주편(S)을 약 40ton이하의 무게를 갖는 단위 주편(S)으로 절단하는 공정을 포함한다.

연속주조기(10)는 이송라인(30, 런아웃테이블 등)에 의해 재가열단계(S130) 및 압연단계(S140)가 이루어지는 재가열수단(40), 조압연기(50), 압연기(70), 냉각수단(80) 및 권취기(90)와 인라인(In-Line)으로 연결된다.

주편절단기(20)에서 절단된 주편(S)은 이송라인(30)을 이루는 런아웃테이블에 실려 재가열수단(40)으로 이송되고, 이송되는 주편(S)은 중심부 온도가 600℃ 미만으로 냉각되기 전에 스카핑단계(S120)가 진행된다.

스카핑단계(S120)는 이송 중인 주편(S)의 상하면 영역을 스카핑장치(100)로 스카핑하여 주편(S)의 상하부결함 및 에지결함을 제거한다. 이를 위해 스카핑장치(100)는 이송라인(30)에 설치하여 주편(S)의 이송 중에 상하면 영역 스카핑이 이루어지는 것이 바람직하다. 주편(S)의 상하면 영역 스카핑이 이루어지면, 주편(S)의 상하면 결함이 제거되어 이를 소재로 하여 생산되는 최종 제품인 열연강판에 발생될 수 있는 결함을 제거할 수 있다.

주편(S)의 중심부 온도가 600℃ 미만으로 냉각되기 전에 주편(S)의 상하면 영역 스카핑을 실시하는 이유는 냉각된 주편(S)을 별도로 재가열하여 스카핑이 가능한 온도까지 예열하는 공정을 단축 또는 생략하여 공정 속도를 향상시키는 동시에 주편(S)의 냉각에 따른 크랙의 성장 및 새로운 크랙의 발생을 방지하기 위함이다.

스카핑단계(S120)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 연속주조기(10)와 재가열수단(40)을 인라인으로 연결하는 이송라인(30)에서 이루어지는 것에 한정되지 않고, 주편(S)의 중심부 온도가 600℃ 미만으로 냉각되기 전에 이루어질 수 있다면 다양한 실시 예로 변경될 수 있을 것이다. 즉 주편절단기(20)에서 절단되어 이송 중인 주편(S)을 야적장으로 옮겨 일시적으로 대기시키는 스태킹단계(S111)를 포함할 수 있다. 야적장에서 일시 대기된 주편(S)은 다시 이송라인(30,31)으로 옮겨 상하면 영역의 스카핑을 진행할 수 있다. 이때 주편(S)은 연속주조기(10)와 재가열수단(40)을 인라인으로 연결하는 이송라인(30)으로 이송하면서 스카핑을 진행하거나, 이와 별개로 구비되는 이송라인(31)으로 옮겨 이송하면서 스카핑을 진행할 수 있다.

스카핑된 주편(S)은 바로 재가열수단(40)에 장입될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 야적장으로 옮겨 일시적으로 대기시킬 수 있다. 야적장에 일시적으로 대기시키는 경우에는 주편(S)의 중심부온도가 600℃ 미만으로 냉각되지 않도록 보열할 필요가 있다.

주편(S) 중심부 온도가 600℃ 미만으로 냉각되기 전에 주편(S) 상하면 영역의 스카핑을 진행하면, 주편(S)을 스카핑 가능 온도까지 예열하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있어 스카핑 작업속도를 향상시킬 수 있고, 고합금강 등 고급강 주편(S)에 대해서도 고온 상태에서 상하면영역 및 좌우 에지부영역의 결함을 제거할 수 있기 때문에 최종적으로 표면 결함이 없는 주편(S)의 생산이 가능해진다.

스카핑단계(S120) 이전에는 주편(S)의 상하면 영역 및 좌우 에지영역의 표면결함을 검출하는 검출단계(S150)를 포함할 수 있고, 표면결함의 검출 결과에 따라 스카핑단계(S120)에서 스카핑장치(100)의 동작을 제어하여 주편(S) 상하면 영역의 스카핑 수준을 제어할 수 있다.

검출단계(S150)는 스카핑 단계(S120) 이전에 실시하여 표면결함을 검출한 다음, 이에 대응하여 스카핑단계(S120)를 제어하는 것에 한정되지 않고, 도 2에 도시한 바와 같이 스카핑단계(S120) 이후에 실시되는 공정, 즉 재가열 단계(S130) 또는 압연 단계(S140)의 소정시점에 실시될 수도 있다. 따라서 중간 제품인 주편과 최종 제품인 열연강판에서 결함이 검출될 경우, 해당 데이터를 피드백하여 후행 되는 주편 및 열연강판의 제조 시 제어 인자로 적용할 수 있다. 즉 검출단계(S150)는 스카핑 단계(S120) 이전 또는 이후에 선택적으로 실시하거나, 여러 단계에서 모두 실시할 수 있다. 물론, 주편처리공정 중 검출단계(S150)를 실시하지 않고, 주편(S)의 상하면 영역 및 좌우 에지영역에 대한 스카핑을 실시하는 것도 가능하다.

재가열단계(S130)는 스카핑이 실시된 주편(S)의 중심부 온도가 600℃ 미만으로 냉각되기 전에 주편(S)을 재가열수단(40)에 장입하여 열간 압연을 위한 재결정온도 이상으로 가열시킨다. 즉 재결정온도인 약 1250℃까지 주편(S)을 승온시킨다.

압연단계(S140)는 주편(S)을 열간 압연하여 최종 제품인 열연강판(열연코일)을 생산하는 단계로, 압연기(70)에서 주편(S)을 원하는 두께로 열간 압연을 실시한 후 냉각수단(80)을 통과시켜 냉각시킨다. 그리고 냉각된 열연강판을 권취기(90)에 권취시킴에 의해 열연코일을 생산한다. 압연단계(S140)는 압연기(70)의 과도한 부하 발생을 방지하기 위해 조압연기(50)에서 조압연 공정(S141)을 선행하여 실시할 수 있다.

도 3은 전술한 주편처리장치와 다른 형태로서, 비교적 두께가 얇은 주편(S, 40 ~ 120mm)을 연속 생산하면서 열연강판을 제조하는 주편처리장치를 나타내고, 도 4는 이를 이용하는 주편처리방법을 보여준다.

도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 주편처리방법은 연속주조기(10)에서 주편(S)을 생산하는 주편준비단계(S210); 주편(S)을 재가열수단(40)에 장입하여 재결정온도 이상으로 가열하는 재가열 단계(S230); 가열된 주편(S)을 압연기(70)에서 열간 압연하여 강판을 생산하는 압연단계(S240); 재가열단계(S230) 이전 또는 이후에 주편(S)의 온도가 재결정온도 미만으로 냉각되기 전에 주편(S)의 표층을 스카핑하는 스카핑 단계(S220)를 포함할 수 있다.

주편준비단계(S210)는 연속주조기(10)에서 주편(S)을 생산한다. 두께가 40 ~ 120mm정도인 박 주편(S)은 고속 주조로 주편(S)을 생산하기 때문에 주편 모서리의 오실레이션 마크(oscillation mark) 부근에 미세한 크랙 및 주편의 상하면에 개재물, 핀홀 등이 밀도 높게 발생할 수 있다. 이러한 미세한 크랙 등의 결함은 재가열단계에서 재가열수단(40) 내부에서 대기에 의해 산화되면서 크랙이 더 심해질 수 있다. 따라서 스카핑단계(S220)는 재가열 단계(S230) 이전에 실시하여 크랙 및 기타 결함 등을 미리 제거하는 것이 바람직하다.

스카핑단계(S220)는 이송 중인 주편(S)의 상,하 양면 영역 및 좌우 에지 영역을 스카핑하여 주편(S)의 표면 및 에지부 결함을 제거한다. 전술한 예와 마찬가지로 스카핑장치(100)는 이송 중인 주편(S)의 스카핑을 위해 이송라인(30)에 마련될 수 있다.

재가열 단계(S230)는 스카핑이 완료된 주편(S)을 재가열수단(40)에 장입하여 재 가열함으로써 두께가 얇아 온도가 불균일하게 냉각된 주편(S)의 온도를 균일하게 유지되도록 하여 최종 제품의 결함을 방지한다. 재가열수단(40)으로는 터널식 균일로(tunnel furnace)가 이용될 수 있고, 주편(S)은 이러한 균일로를 통과하면서 온도 분포가 균일하게 유지될 수 있다.

압연단계(S240)는 주편(S)을 열간 압연하여 최종 제품인 열연강판(열연코일)을 생산하는 단계로서, 비교적 얇은 두께의 박주편(S)이기 때문에 별도로 조압연 공정을 진행하지 않을 수 있다.

또 주편처리방법은 도 4에 도시한 바와 같이, 스카핑단계(S220) 이전 또는 이후에 주편(S) 표면의 결함을 검출하는 검출 단계(S250)를 포함할 수 있다. 즉 주편 준비단계(S210) 이후, 재가열단계(S230) 이후 및 압연단계(S240) 중에 실시하는 검출 단계(S250)를 포함할 수 있다.

도 4에 도시한 예처럼, 스카핑단계(S220)는 재가열 단계(S230) 이후에도 실시할 수 있다. 이때 실시되는 스카핑단계(S220)는 주편준비단계(S210) 및 재가열단계(S230)에서 발생 및 성장된 크랙 및 결함을 모두 제거할 수 있기 때문에 압연단계(S240)로 진입하는 주편(S)의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 5와 도 6은 이송라인(30) 상에 설치되어 주편(S) 표층의 스카핑를 수행하는 스카핑장치(100)를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 스카핑장치(100)는 주편(S)의 상면과 하면을 각각 향하도록 이송라인(30) 상의 주편(S) 상부와 하부에 각각 배치되어 주편(S)의 표면을 스카핑하는 토치유닛(110)과, 토치유닛(110)을 지지하는 지지유닛(120)과; 주편(S)의 이송속도에 따라 토치유닛(110)의 분사각을 조절하는 분사각 조절부(130)를 구비한다.

또 스카핑장치(100)는 주편(S)의 네면 영역을 포위하는 형태로 설치되어 스카핑 작업 시 비산되는 슬래그를 포집하는 포집유닛(140)과, 주편(S)의 표면 영역의 결함을 검출하고 검출 결함의 좌표를 검출하는 결함검출유닛(150)과; 주편(S)의 표면 및 모서리 영역 위치를 검출하는 위치검출유닛(160)과; 결함검출유닛(150) 및 위치검출유닛(160)에서 검출되는 결과에 따라 토치유닛(110) 및 지지유닛(120)의 작동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.

토치유닛(110)은 주편(S)의 상하 두면 영역에 각각 별개로 배치되며, 각각 다수의 노즐들이 연결되어 주편의 폭방향으로 길게 연장된 형태다. 상부와 하부의 각 토치유닛(110) 폭은 주편(S)의 상면과 하면 뿐 아니라 주편(S)의 에지부 스카핑이 가능하도록 주편(S)의 폭보다 길게 마련된다. 또 각 토치유닛(110)의 각 노즐(111)에는 연료가스를 공급하도록 제어부에 의해 제어되는 가스공급부(미도시)가 연결된다.

지지유닛(120)은 주편(S) 상부와 하부에 배치되는 두 토치유닛(110)이 각각 주편(S)의 상하 두면 영역을 지향할 수 있도록 지지하며, 주편(S) 두께의 변경이나 스카핑 조건의 변경에 따라 토치유닛(110)을 상하로 이동시킬 수 있도록 구성된다. 또 지지유닛(120)은 토치유닛(110)의 분사각을 조절할 수 있도록 회전연결부(121)에 의해 토치유닛(110)과 회전 가능하게 연결된다.

상부와 하부의 지지유닛(120)은 각각 횡방향(주편의 이송방향과 교차하는 방향)으로 길게 연장되도록 설치된 안내레일(170)에 횡방향으로 이동 가능하게 설치된다. 따라서 토치유닛(110)의 점검이나 정비가 필요할 때 지지유닛(120)과 토치유닛(120)이 작업위치(이송라인)을 벗어나도록 안내레일(170)을 따라 횡방향으로 이동할 수 있다.

포집유닛(140)은 토치유닛(110)이 주편(S)의 상하 두면 영역을 스카핑할 때 주편 이송방향과 반대방향으로 비산하는 슬래그를 포집하여 주변의 설비들을 보호한다. 포집유닛(140)은 주편(S)의 네면 영역 또는 세면 영역을 둘러싸면서 토치유닛(110)과 대향하는 면이 개방되어 그 내부로 비산 슬래그가 포집되도록 하는 챔버부(141)와; 챔버부(141) 내에서 비산 슬래그로 냉각수를 분사하여 냉각시키는 분사노즐(미도시)과; 챔버부(141)의 내에서 발생하는 수증기를 배기시키는 배기부(143)와; 챔버부(141) 내의 비산 슬래그 및 냉각수의 배출을 안내하는 배출부(145)를 포함한다.

결함검출유닛(150)은 이송 중인 주편(S)의 상,하 표면 영역 결함을 검출한다. 결함검출유닛(150)은 주편(S) 표면의 영상 정보를 수집하는 카메라, 또는 주편 표면에 자기장을 조사하여 누설 자장 정보를 수집하는 자기센서가 이용될 수 있다. 결함검출유닛(150)은 도 5의 예처럼 스카핑 작업 전의 주편(S) 표면 결함을 검출할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 스카핑장치(100)의 후방 쪽에도 설치되어 스카핑 작업 후의 주편(S) 표면 상태를 확인할 수도 있다.

위치검출유닛(160)은 이송 중인 주편(S)의 표면 및 좌우 모서리 영역 위치를 검출하여 토치유닛(110)이 주편(S)의 상하 표면에서 일정한 거리를 유지함과 동시에 좌우로 이동하여 정확한 스카핑 위치를 결정할 수 있도록 한다. 위치검출유닛(160)은 주편(S)의 표면에 레이저를 조사하여 그 신호를 수집하는 레이저센서, 주편의 표면에 초음파를 조사하여 그 신호를 수집하는 초음파센서, 주편의 표면에 접촉되어 주편 표면의 위치 정보를 수집하는 접촉식 변위센서 등으로 구성될 수 있다.

도 6을 참조하면, 분사각 조절부(130)는 토치유닛(110)을 통작시켜 토치유닛(110)의 기울기를 조절하는 방식으로 분사각(θ1, θ2)을 조절하는 토치유닛 구동부(131)와, 주편(S)의 이송정보를 토대로 토치유닛 구동부(131)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

토치유닛 구동부(131)는 도 6, 도 9, 도 10에 도시한 바와 같이, 지지유닛(120)과 토치유닛(110)의 배면 쪽을 연결하여 그 길이를 신장하거나 축소하는 방식으로 토치유닛(110)의 회전을 구현하는 유입실린더로 구성되거나, 지지유닛(120)과 토치유닛(110)의 회전연결부(121)에 설치되는 회전장치로 구성될 수 있다. 또 본 실시 예는 토치유닛 구동부(131)가 토치유닛(110)을 회전시켜 분사각(θ1,θ2)을 제어하는 형태를 제시하고 있으나, 토치유닛(110)과 지지유닛(120) 중 적어도 하나를 동작시켜 기울기를 조정해 분사각을 조절하는 방식일 수 있다. 여기서 분사각(θ1,θ2)은 도 9와 도 10에 도시한 바와 같이, 토치유닛(110)으로부터 분사되는 연료가스의 분사방향과 주편(S) 상면 사이의 내각을 의미한다.

분사각 조절부(130)의 제어부는 연속주조기(10), 이송라인(30), 주편(S)의 이송을 감지하는 이송감지부, 위치검출유닛(160) 등으로부터 주편(S)의 이송정보(특히 이송속도)를 전달받아 분사각을 조절하도록 토치유닛 구동부(131)의 동작을 제어할 수 있다. 또는 스카핑 이후에 측정되는 주편(S)의 두께정보에 근거하여 분사각을 조절하도록 토치유닛 구동부(131)의 동작을 제어할 수도 있다.

분사각 조절부(130)는 도 9에 도시한 바와 같이, 주편(S)의 이송속도가 느려질 경우, 토치유닛(110)의 기울기를 조정해 분사각(θ1)을 감소시켜 스카핑량을 조절할 수 있고, 도 10에 도시한 바와 같이, 주편(S)의 이송속도가 상대적으로 빨라질 경우 토치유닛(110)의 기울기를 조정해 분사각(θ2)을 증가시켜 스카핑량을 조절할 수 있다.

이는 조업상황에 따라 주편(S)의 생산속도 등이 달라져 주편의 이송속도가 변하는 경우에도 분사각의 제어를 통해 스카핑량을 조절함으로써 안정된 스카핑을 구현하고, 스카핑량이 늘 일정하게 유지될 수 있도록 하기 위함이다.

일반적인 스카핑량 조절방법은 주편의 이송속도와 연료가스의 공급유량을 조절하는 방식이 이용되고 있으나, 주편의 이송속도는 주편의 생산성과 관련이 있어 제어하기 곤란한 부분이 있고, 연료가스의 공급조절은 일정압 이하에서 스카핑이 되지 않는 문제로 인하여 스카핑량 제어에 이용하는데 한계가 있었다.

하지만, 본 실시 예처럼 분사각(θ1,θ2)을 제어하는 방식으로 스카핑량을 조절하면, 주편(S)을 연속적으로 생산하면서 일련의 주편 처리공정을 수행하는 경우처럼, 조업상황에 따라 주편의 이송속도가 달라지는 경우에도 스카핑량을 제어해 안정된 스카핑 작업을 수행할 수 있다.

도 7은 토치유닛(110)의 점검과 정비를 위해 토치유닛(110)을 이송라인(30) 상의 작업위치(A)에서 이송라인(30) 측방의 정비위치(B)로 이동시키는 예를 보여준다. 토치유닛(110)은 주기적으로 점검과 수리가 필요한데, 본 실시 예의 스카핑장치(110)는 토치유닛(110)을 지지하는 지지유닛(120)이 안내레일(170)을 따라 횡방향으로 이동하여 이송라인(30) 측방의 정비위치(B)로 이동할 수 있기 때문에 점검 및 정비를 용이하게 수행할 수 있다.

도 8은 스카핑장치의 다른 실시 예를 나타낸다. 도 8의 예는 두 토치유닛(110A,110B)을 구비하여 이들이 번갈아 작업하거나 정비할 수 있는 스카핑장치를 나타낸다. 이 스카핑장치는 안내레일(170)에 양측에 각각 설치되어 주편(S)의 이송방향과 교차하는 방향으로 이동하는 제1지지유닛(120A)과 제2지지유닛(120B), 제1지지유닛(120A)에 설치된 제1토치유닛(110A), 제2지지유닛(120B)에 설치된 제2토치유닛(110B)을 포함한다. 즉 양측에 교대로 작업할 수 있는 두 스카핑장치를 운용하는 형태다.

따라서 제1토치유닛(110A)이 작업위치(A, 이송라인 상)에서 스카핑작업을 할 때 제2토치유닛(110B)이 정비위치(B1)로 이동하여 정비를 할 수 있고, 제2토치유닛(110B)이 작업위치(A)에서 스카핑작업을 할 때 역으로 제1토치유닛(110A)이 반대편 정비위치(B2)로 이동하여 정비를 할 수 있다.

도 8의 예에서 제1토치유닛(110A)과 제2토치유닛(110B)이 임무를 교대할 때는 상호 밀착된 상태로 이동하며 연속적인 스카핑이 이루어지도록 할 수 있다. 즉 임무 교대 시에도 주편(S)의 이송과 함께 제 1 및 제2토치유닛(110A,110B)이 스카핑을 수행함으로써 연속적인 스카핑이 이루어지도록 할 수 있다. 이때 작업위치(A)를 벗어나는 토치유닛은 노즐들이 작업위치(주편 스카핑영역)를 벗어날 경우 연료가스의 공급을 중단하고, 작업위치(A)로 진입하는 토치유닛은 노즐들이 작업위치로 진입할 경우 연료가스의 공급을 시작함으로써 중단없는 스카핑작업을 수행할 수 있다.

10: 연속주조기, 30: 이송라인,
40: 재가열수단, 70: 압연기,
80: 냉각수단, 90: 권취기,
100: 스카핑장치, 110: 토치유닛,
120: 지지유닛, 130: 분사각 조절부,
131: 토치유닛 구동부, 140: 포집유닛,
150: 결함검출유닛, 160: 위치검출유닛,
170: 안내레일.

Claims

주편을 이송하는 이송라인(30);
이송되는 상기 주편의 표층을 스카핑하여 결함을 제거하도록 다수의 노즐(111)들이 상기 주편의 폭방향으로 길게 연장된 형태를 갖는 토치유닛(110);
회전연결부(121)에 의해 상기 토치유닛이 회전 가능하게 연결되며 상기 주편의 폭방향으로 연장된 안내레일(170)을 따라 이동하는 지지유닛(120);
상기 주편을 둘러싸면서 상기 토치유닛과 대향하는 면이 개방되어 스카핑할 때 비산하는 슬래그를 포집하여 냉각하는 챔버부(141)와, 챔버부 내의 수증기를 배기하는 배기부(143) 및 챔버부 내의 슬래그 및 냉각수를 배출하는 배출부(145)를 포함한 포집유닛(140);
상기 지지유닛과 상기 토치유닛의 배면 쪽을 연결하는 토치유닛 구동부(131)를 통해 상기 토치유닛의 분사각을 조절하는 분사각 조절부(130); 및
상기 주편의 이송정보를 토대로 상기 토치유닛 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 주편처리장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어부는 연속주조기, 상기 이송라인, 상기 주편의 이송을 감지하는 이송감지부 중 적어도 하나로부터 상기 주편의 이송정보를 전달받아 상기 토치유닛 구동부의 동작을 제어하는 주편처리장치.
제1항에 있어서,
상기 분사각 조절부는 상기 주편의 이송속도가 빨라지면 상기 분사각을 증가시키고, 상기 주편의 이송속도가 느려지면 상기 분사각을 감소시키는 주편처리장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 지지유닛은 상기 안내레일 양측에 각각 설치된 제1지지유닛(120A)과 제2지지유닛(120B)을 포함하고,
상기 토치유닛은 제1지지유닛에 설치된 제1토치유닛(110A), 상기 제2지지유닛에 설치된 제2토치유닛(110B)을 포함하고,
상기 제1토치유닛과 상기 제2토치유닛은 상기 안내레일을 따라 횡방향으로 이동하여 교대로 작업하되, 임무 교대 시 상호 밀착상태로 이동하며 연속적인 스카핑이 이루어지도록 하는 주편처리장치.
삭제
삭제
삭제
삭제