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KR19990082108A - 가공재의 오염물 제거방법 - Google Patents

가공재의 오염물 제거방법 Download PDF

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KR19990082108A
KR19990082108A KR19980705830A KR19980705830A KR19990082108A KR 19990082108 A KR19990082108 A KR 19990082108A KR 19980705830 A KR19980705830 A KR 19980705830A KR 19980705830 A KR19980705830 A KR 19980705830A KR 19990082108 A KR19990082108 A KR 19990082108A
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게를린데 듀물리야
카를 크렘마이어
요한 오버후머
안드레아스 슈바이크호퍼
헤르비크 브룰리히
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파투치 알렉산더, 토이플아르민
뵈스트-알핀 인두스트리안라겐바우 게엠바하
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/04Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing
    • B21B45/08Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing hydraulically

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Abstract

가공재(22), 특히 압연재의 오염물을 제거하기 위한 방법에 있어서, 상기 가공재는 오염물을 제거할 가공재(22)의 표면(23)과 교차하는 회전축상에서 회전하는 하나 이상의 액체제트가 상기 표면상에 분사되는 회전자에 의한 오염물 제거장치를 통과하여 이동한다.
가공재(22)의 단지 미소량만을 냉각시키고 낮은 작동 액체압력에서 고압의 제트류를 발생하기 위하여 상기 액체 제트류는 간헐적, 즉 일시적으로 차단되도록 구성된다.

Description

가공재의 오염물 제거방법
본 발명은 오염물을 제거할 가공재의 표면과 교차하는 회전축상에서 회전하는, 하나 이상의 액체 제트류가 가공재의 표면상에 분사되는 회전자에 의한 오염물 제거장치를 통과하도록 이동되는 가공재, 특히 압연재의 오염물을 제거하기 위한 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 회전자에 의한 오염물 제거장치에 관한 것이다.
전술한 형태의 회전자에 의한 오염물 제거장치는 예를들어, 독일특허 출원번호 43 28 303호 또는 유럽특허 출원번호 0 586 823호 또는 독일특허 출원 31 25 146호에 공지되어 있다. 이러한 공지의 회전자에 의한 오염물 제거장치는 회전 비임 또는 회전 노즐 홀더에 위치되어 있고 오염물을 제거할 가공재의 표면쪽으로 지향된 분사노즐을 갖추고 있다. 그 결과, 상기 회전축은 오염물을 제거할 가공재 표면에 수직하게 위치한다.
상기 공정에 있어서, 액체 분사패턴은 가공재의 운동과 노즐속도뿐만 아니라 노즐의 수에 의존하는, 가공재와 회전자 분사노즐 사이의 상대운동에 따라 서로 얽힌 원형형태를 나타내는 개별적인 곡선으로 형성된다. 그 결과, 액체 제트류가 동일한 가공재 표면으로 반복적으로 진입된다. 이러한 공정에 있어서의 단점은 분사된 액체의 소모가 너무 크며, 따라서 가공재가 오염물의 제거에 실제로 필요한 온도보다 더 낮은 온도로 냉각된다는 점이다.
액체의 진입을 감소시키기 위해 가공재의 이동방향에 대해 경사지게 가공재의 표면상에 액체 제트류를 분사하기 위한 방법은 유럽특허 출원번호 0 640 413호에 공지되어 있다. 상기 출원에 따른 방법은 가공재의 이동방향으로 지향되어야 하는 요건을 더 이상 만족시키지 않아도 되는 회전운동 부분위로 액체 제트를 분포시킴으로써 실행된다. 이러한 방법은 액체 전체가 가공재와 충돌하지 않음에도 불구하고 액체의 소모가 크다.
본 발명의 목적은 전술한 단점과 난점을 제거하고자 하는 것이며, 또한 최적의 오염물 제거를 수행하면서도 액체의 소모를 상당히 줄일 수 있는 공정을 실행하기 위한 방법과 장치를 제공하고자 하는 것이다. 특히, 액체의 소모 및 액체의 압력을 감소시키는 것은 표면의 오염물 제거효율을 악화시키지 않고도 달성할 수 있어야 한다.
또한, 본 발명의 목적은 가공재 표면상으로의 액체 제트류의 이중 진입을 방지하고자 하는 것이다.
본 발명에 따라 이러한 문제점은 간헐적인, 즉 일시적으로 차단될 수 있는 액체 제트류를 사용함으로써 해결될 수 있다.
본 발명에 따른 특별한 효과는 액체 제트류의 한번 또는 반복적인 차단에 의해 발생됨으로써 제트 압력의 증가를 초래하는 압력 피크가 발생한다는 점이다. 상기 액체 제트류의 압력은 종래의 공정으로부터 공지된 일정한 제트 압력의 총 배수값에 해당하는 피크값이라고 가정된다. 본 발명에 따라, 가공재의 표면에 대한 액체의 충격압력은 종래기술에 비해 오염물 제거효과는 여전히 큰 반면에 액체압력은 공지의 회전자에 의한 오염물 제거장치에 비해 상당히 낮다.
또한, 액체의 소비도 상당히 감소되며 오염물을 제거할 지점에만 정확히 액체 제트류를 가할 수 있으므로 액체 제트류의 적용을 최적화할 수 있다. 이는 또한 가공재의 냉각을 상당히 감소시키므로 연속적으로 압연할 재료의 경우에 특히 유리하다.
상기 액체 제트는 180°의 회전 동안에 최대로 유지될 수 있다.
양호한 실시예에 따라, 상기 액체 제트는 30°의 회전동안에 최대로 유지될 수 있어서, 가공재의 표면에서 여러 액체 제트류의 차단이 발생하며 액체 제트의 간헐적인 형성에 의한 승압 제트류가 가공재의 표면상에 분표된다.
이러한 효과는 짧은 주기동안에, 즉 10°, 바람직하게 5°의 액체 제트류 회전중에 연속해서 두 번 또는 여러번 액체 제트류의 형성을 차단함으로써 개선될 수 있다.
커다란 표면, 특히 압연 적재물을 갖는 가공재에 있어서는 각각 분리 노즐에 의해 형성되며 한번의 회전중에 오염물을 제거할 가공재의 표면을 여러 부분구역을 나누어 분사되는 여러개의 액체노즐을 형성하는 것이 유리하다.
이러한 공정에 있어서, 상기 액체 제트류는 적절하게 동시에 형성된다.
고정자 및 상기 고정자에 비해 피봇될 수 있고 액체 제트류의 형성을 위한 적어도 하나의 노즐을 갖는 회전자에 액체를 공급하기 위한 액체 공급관을 구비한 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 회전자에 의한 오염물 제거장치는 상기 회전자와 노즐로의 단속적인 액체공급을 가능하게 하는 고정자 사이에 차단장치가 제공되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 차단장치는 고정자에 비해 단단히 고정되고 있고 노즐로의 한시적인 액체의 통행을 가능하게 하는 적어도 하나의 제어포트가 제공되어 있는 고정 플레이트 캠으로 구성된다.
양호한 실시예에서는 다음과 같은 점들을 특징으로 한다.
- 액체 공급라인이 회전자에 위치된 액체실 내측으로 유입되어 있으며,
- 상기 회전자에는 액체를 노즐로 이송하는 포트가 제공되어 있으며,
- 상기 포트중의 하나의 마우쓰가 상기 액체실로 유입되어 있으며,
- 상기 포트는 플레이트 캠에 의해 간헐적으로 폐쇄되며 마우쓰가 제어포트와 협동하는 위치에 있을 때 제거된다.
간단한 설계를 위해서 복수의 포트가 제공되어 있으며, 각각의 포트는 각 회전자의 하나의 노즐로 유입되어 있으며, 상기 회전자와 플레이트 캠의 회전축으로부터 상이한 반경방향의 거리에 있는 액체실의 내측으로 유입되어 있는 상기 포트의 적어도 두 개의 마우쓰에 포트의 한 마우쓰에 대응하고 상기 액체실로부터 포트로의 액체 통행을 가능하게 하는 제어포트가 제공되어 있는 것을 특징으로 한다.
여러개의 제어포트가 회전자의 회전축으로부터 동일한 반경방향의 거리에 적절히 위치되어 있으며, 상기 회전자의 회전축으로부터 동일한 반경방향의 거리에 위치된 제어포트는 그룹을 이루며 조합되어 있다.
만일 액체 제트류가 조금 더 긴 거리, 즉 특정지점을 유지해야 한다면, 하나의 제어포트는 본 발명의 양호한 실시예에 따라 플레이트 캠의 원주방향으로 연장하는 제어 슬롯으로 설계된다.
상기 노즐의 단면은 원형으로 설계하는 것이 바람직한데, 그 이유는 평면의 제트 노즐에 비해 고압의 제트압을 달성할수 있으며 또한, 원형 단면일 때 최소한의 폭을 가질수 있기 때문이다.
본 발명은 도면에 도시한 여러 실시예들에 의해 더 상세히 설명된다. 도 1은 회전자에 의한 오염물 제거장치의 회전축을 따라 절단한 개략적인 단면도이며, 도 2는 도 1의 화살표 Ⅱ 방향에서 회전자에 의한 오염물 제거장치를 본 도면이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 회전자 허브의 평면도이며, 도 4는 도 1의 화살표 Ⅳ방향에서 본 플레이트 캠의 평면도이며, 도 5는 평면도로 나타낸 압연재에 대한 분사 패턴을 나타내는 도면이며, 도 6은 연속 주조 슬래브 등과 같은 광폭 가공재에 대한 본 발명에 따른 회전자에 의한 오염물 제거장치의 사용법을 나타내는 도면이다.
회전자에 의한 오염물 제거장치(1)에 있어서, 기어 하우징(2)내의 회전축(3)상에서 피봇되는 회전자(4)는 베어링(6)이 설치되어 있는 회전자 축(5)에 지지되어 있다. 상세히 도시하지않은 회전자 구동장치와 결합되어 있는 구동 피니언(7)은 회전자 축(5)에 장착된다. 기어 하우징(2)으로부터 외측으로 돌출해 있는 회전자 축(5)의 한 단부에는 외측 반경방향으로 연장하고 분사 노즐(10)을 내장하고 있는 브라켓(9)이 제공된 회전자 허브(8)가 위치되어 있다. 도시한 실시예에 따라, 회전자 허브(8)의 원주위를 따라 균일하게 분포된 12개의 브라켓(9)이 제공되어 있으며 분사 노즐(10)은 원형 단면의 제트 노즐로서 설계되며 분사 노즐(10)로부터 브라켓(9) 및 회전자 허브(8)를 통해 내측 반경방향으로 연장하는 포트(11)로의 라인에 연결되어 있다.
회전자 축(5)은 중공형태로 설계되어 있고 중공형 튜브, 소위 고정자(12)와 교차한다. 상기 고정자(12)는 기어 하우징(2)으로부터 한 단부(13)로 돌출하여 고압의 수관과 같은 액체 라인(14)에 연결된다. 고정자(12)와 상기 고정자(12)가 돌출해 있는 회전자 축(5) 또는 회전자 허브(8) 사이에는 액체 밀봉용 시일(15)이 제공되어 있다. 회전자 허브(8)를 통해 외측으로 돌출하는 고정자(12)의 단부(16)에는 제어 포트(18,18',18")를 구비한 플레이트 캠(17)이 장착되며 또한 고정자(12)에 영구적으로 연결된다. 플레이트 캠(17)과 고정자(12)는 회전자(8)에 밀착고정된 커버(20)에 의해 덮혀져 (고압의)액체실(19)을 형성한다.
도 4로부터 알수 있는 바와같이, 상기 플레이트 캠의 제어포트(18,18',18")는 회전자 축(5)의 회전축(3)에 상이한 반경거리(r1,r2,r3)로 위치하며, 상기 반경거리(r1내지 r3)는 제어 포트(18 내지 18")가 도 3에 도시한 포트(11)의 마우쓰(21,21',21")와 정렬되게 회전자의 내측에 위치되도록 선택된다. 이는 포트(11)가 회전자 축(5)의 회전축(3)으로부터 상이한 반경거리(r1내지 r3)에 이를때까지 내측으로 연장함을 의미한다.
도 4에 도시한 플레이트 캠(17)에 따라서, 여러 개의 제어포트(18,18',18")가 회전자(4)의 회전축(3)상에 동일한 반경거리(r1내지 r3)로 제공된다. 상기 제어포트는 가장 짧은 반경거리(r1)에 제공되고 단지 보어로서 설계될 수 있는 포트(18")용으로는 도 4에 도시한 바와같이 일군으로서 조합될 수 있어서, 회전축(3)상에서의 회전자 허브(8)의 회전에 의해 포트(11)의 내측 마우쓰(21 내지 21")는 공회전중에 플레이트 캠(17)의 제어 포트(18,18',18")와 잠깐 동안에 정렬된다.
도 4에 따라서, 제어포트(18,18',18")는 슬롯으로서 설계되므로, 회전헤드의 내측에 위치된 포트(11)의 마우쓰(21 내지 21")가 슬롯의 확대된 회전범위에서 제어포트(18,18',18")와 정렬되게 된다.
회전자에 의한 오염물 제거장치(1)는 다음과 같은 역할을 수행한다.
오염물을 제거할 표면(23)을 갖는 (도 5에 따른 예를들어 압연된 플레이트 및 아직 압연되지 않은 플레이트와 같은)가공재(22)가 회전자에 의한 오염물 제거장치(1)를 통과하여 레벨(24)상으로 이동하는 동안(도 6참조), 액체실(19)은 가공재 표면(23)상에 분사될 액체로 가압되며 회전자 허브(8)를 구비한 회전자, 즉 회전자 축(5)이 회전됨으로써 상이한 포트(11)가 플레이트 캠(17)에 의해 액체실(19)과 접촉하게 되므로 하나 또는 여러개의 노즐(10)에는 액체가 공급되어 그 결과로, 액체 제트류가 형성되게 된다. 상기 회전자에 의한 오염물 제거장치의 회전축(3)은 대략 상기 레벨(24)과 수직이다.
상기 액체 제트는 제어포트(18,18',18")가 대응 포트(11)에 선형으로 연결되어 있는 경우에 한하여 형성되게 된다. 이러한 연결이 차단되면, 액체 제트는 차단되고 다음 제어포트(18,18',18")(360°회전후의 동일한 제어포트)가 포트(11)와 재차 선형으로 연결될 때까지는 다시 형성되지 않는다.
고정자(12)에 단단히 고정된 플레이트 캠(17)은 일정한 간격으로 한 노즐에 대한 액체 공급을 차단하는 차단장치를 형성한다.
제어포트(18,18',18")의 적절한 배열에 의해 예를들어, 도 5에 도시한 바와같은 분사 패턴을 형성하게 한다. 원형 라인(25)은 가공재가 화살표(26)로 표시한 방향으로 이송장치에 의해 회전자에 의한 오염물 제거장치를 통과하여 이동되는 동안에 가공재 표면(23)과 충돌하는 간헐적인 액체 제트를 도시한다.
도 4에 따른 플레이트 캠(17)이 사용될 때, 원형 라인(25)의 최외측부(a3)는 회전자(4)의 회전축으로부터 제어 슬롯(18)을 통해 가장 큰 반경거리(r3)에 위치하는 하나의 노즐(10)에 의해 공급된다.
가공재(22)의 중심선(27)에 근접 위치된 부분(a2)은 회전축(3)으로부터 중간거리(r2)에 위치하는 제어포트(18')를 통해 노즐(10)에 의해 공급되며, 세 개의 중심부분(a1)은 회전자(4)의 회전축(3)으로부터 가장 짧은 거리(r1)에 위치하는 3개의 최근접 제어 슬롯(18")에 형성된다.
도 5에 따라 일정한 원호부(가공재의 제로 공급부)를 제공하는 것이 필수적이다. 즉, a1내지 a3부분의 위치는 플레이트 캠이 공회전하므로 회전방향으로 변경되어서는 안된다.
도 6은 예를들어, 슬라브 또는 광폭 스트립과 같은 커다란 가공재 표면(23)을 위한 여러개의 회전자에 의한 오염물 제거장치(1)의 배열을 도시한다.
본 발명은 도면에 도시한 실시예에 국한되지 않으며 여러 변형예를 가질 수 있다. 예를들어, 노즐(10)은 회전자(4)의 회전축(3)으로부터 상이한 반경거리에 위치될 수 있으며 제어 포트(18,18',18")는 액체가 동일한 시간에 여러 노즐(10)에 공급되거나 하나씩 개별적으로 노즐(1)로 공급될 수 있도록 배열될 수도 있다.
일군의 노즐은 상이한 노즐 직경을 가질 수 있으며 상이한 노즐 형태를 가질수도 있다. 그 결과, 오염물을 제거할 가공재의 횡단면으로 물을 공급하는 것을 일정하게 유지할 수 있다.

Claims (14)

  1. 오염물을 제거할 가공재(22)의 표면(23)과 교차하는 회전축(3)상에서 회전하는 하나 이상의 액체 제트류가 상기 표면(23)상으로 분사되는 회전자에 의한 오염물 제거장치(1)를 통과하여 가공재(22)가 이동하는 가공재(22), 특히 압연재의 오염물 제거방법에 있어서,
    상기 액체 제트류가 간헐적으로, 즉 일시적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 가공재의 오염물 제거방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 액체 제트류는 최대 180°의 회전을 유지하는 것을 특징으로 하는 가공재의 오염물 제거방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 액체 제트류는 최대 30°의 회전을 유지하는 것을 특징으로 하는 가공재의 오염물 제거방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항에 있어서, 상기 간헐적인 제트류는 두 번 또는 여러번 연속적으로 그러나, 짧은 시간주기동안에만, 즉 10°, 바람직하게 5°의 액체 제트류의 회전에 걸쳐서 최대한으로 발생하는 것을 특징으로 하는 가공재의 오염물 제거방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항에 있어서, 상기 제트류는 여러 개로 형성되며, 각각 하나의 제트류는 개별적인 노즐(10)에 의해 형성되며, 매 회전마다 오염물을 제거할 가공재(22)의 표면(23)에 있는 부분 분할된 구역에 액체 제트류가 할당되는 것을 특징으로 하는 가공재의 오염물 제거방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 액체 제트류는 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 가공재의 오염물 제거방법.
  7. 고정자(12) 및 상기 고정자(12)에 비해 피봇가능하고 액체 제트류의 형성을 위해 하나 이상의 노즐(10)을 구비하고 있는 회전자(4)로의 액체 공급을 위한 액체 공급라인(14)을 갖춘, 제 1항 내지 제 6항에 따른 방법을 수행하기 위한 회전자에 의한 오염물 제거장치에 있어서,
    노즐(10)로의 액체 공급을 간헐적으로 차단하기 위한 차단장치(17)가 상기 회전자(4)와 고정자(12) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 회전자에 의한 오염물 제거장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 차단장치는 상기 고정자(12)에 비해 단단히 고정되어 있고 한시적으로 노즐(10)로의 액체통행을 허용하는 하나 이상의 제어포트(18,18',18")가 제공되어 있는 플레이트 캠(17)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전자에 의한 오염물 제거장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 액체 공급라인(14)이 회전자(4)에 위치된 액체실(19) 내측으로 유입되어 있으며,
    상기 회전자(4)에는 액체를 노즐(10)로 이송하는 포트(11)가 제공되어 있으며,
    상기 포트(11)중의 하나의 마우쓰(21 내지 21")가 상기 액체실(19)로 유입되어 있으며,
    상기 포트(11)는 플레이트 캠(17)에 의해 간헐적으로 폐쇄되며 마우쓰(21)가 제어포트(18,18',18")와 협동하는 위치에 있을 때 제거되는 것을 특징으로 하는 회전자에 의한 오염물 제거장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 복수의 제어포트(18,18',18")는 각각 회전자(4)의 하나의 노즐(10)에 연결되어 있으며, 상기 포트(18,18',18")의 두 개 이상의 마우쓰(21)는 회전자(4)의 회전축(3)으로부터 상이한 반경거리(r1,r2,r3)로 상기 액체실(19) 내측에 연결되어 있으며, 상기 플레이트 캠(17)에는 하나의 포트(11)에 있는 하나의 마우쓰(21)에 대응하고 상기 액체실로부터 포트로의 액체의 통행을 가능하게 하는 제어포트(18,18',18")가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 회전자에 의한 오염물 제거장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 여러 개의 제어포트(18,18',18")는 회전자(4)의 회전축(3)으로부터 동일한 반경거리(r1,r2,r3)에 위치하는 것을 특징으로 하는 회전자에 의한 오염물 제거장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 회전자(4)의 회전축(3)으로부터 동일한 반경거리(r1,r2,r3)에 위치하는 상기 제어포트(18,18',18")는 일군으로 조합되어 있는 것을 특징으로 하는 회전자에 의한 오염물 제거장치.
  13. 제 8항 내지 제 12항에 있어서, 상기 제어포트(18,18',18")는 상기 플레이트 캠(17)의 원주방향으로 연장하는 제어 슬롯으로서 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 회전자에 의한 오염물 제거장치.
  14. 제 7항 내지 제 13항에 있어서, 상기 노즐(10)은 원형 단면의 제트 노즐로서 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 회전자에 의한 오염물 제거장치.
KR19980705830A 1996-02-02 1997-01-29 가공재의 오염물 제거방법 KR19990082108A (ko)

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