首页 / 专利库 / 制冷技术 / 制冷液 / 干冰 / 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법

드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법

阅读:1发布:2021-07-27

专利汇可以提供드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PURPOSE: A device and a method for removing scale from exit side feed rolls of a heating furnace are provided to prevent surface defects of thick-plate products caused by scale adhesion by spraying dry ice at high pressure to feed rolls at the exit of a heating furnace. CONSTITUTION: A device for removing scale from exit side feed rolls of a heating furnace comprises a dry ice spray nozzle unit(110), a dry ice storage unit(130), and an air compressing unit(140). The dry ice spray nozzle unit is arranged under feed rolls at the exit of a heating furnace and sprays dry ice particles to the feed rolls in order to peel off scales from the feed rolls. The dry ice storage unit is charged with dry ice particles for storage. The air compressing unit provides compressed air to be mixed with dry ice particles.,下面是드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법专利的具体信息内容。

  • 열처리로 출측 이송롤의 하측에 이격 배치되어, 열처리로 출측 이송롤의 표면을 향하여 드라이아이스 입자를 분사하여 표면상에 흡착된 스케일을 박리하도록 구비된 드라이아이스 분사노즐부;
    드라이아이스 입자를 충진하여 보관하는 드라이아이스 저장부; 및
    상기 드라이아이스 분사노즐부를 통해 고압의 드라이아이스 입자를 분사하도록, 드라이아이스 입자와 혼합될 압축 공기를 제공하도록 구비된 공기압축부;를 포함하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 드라이아이스 분사노즐부는,
    열처리로 출측 이송롤의 하부 표면을 향해 드라이아이스 입자를 수직 방향으로 분사하도록 형성된 분사구를 구비하는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 드라이아이스 분사노즐부의 입구 측에는,
    상기 드라이아이스 저장부로부터 공급된 드라이아이스 입자와, 상기 공기 압축부로부터 제공된 압축 공기를 혼합하여 보관하는 혼합챔버가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 3 항에 있어서,
    상기 혼합챔버와 상기 드라이아이스 저장부 사이에는,
    드라이아이스 입자의 공급 이송을 위한 드라이아이스 공급배관이 연결 형성되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 4 항에 있어서,
    상기 드라이아이스 공급배관 상에는,
    상기 드라이아이스 저장부로부터 상기 혼합챔버까지의 드라이아이스 입자 유동을 개폐 조절하는 드라이아이스 조절밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 3 항에 있어서,
    상기 혼합챔버와 상기 공기압축부 사이에는,
    압축 공기의 공급을 위한 압축 공기 공급배관이 연결 형성되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 6 항에 있어서,
    상기 압축 공기 공급배관 상에는,
    상기 공기압축부부터 상기 혼합챔버까지의 압축 공기 유동을 개폐 조절하는 압축 공기 조절밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 7 항에 있어서,
    상기 압축 공기 조절밸브는,
    압축 공기의 유동 압력을 일정하게 유지하는 압력조절밸브(pressure regulating valve)인 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 열처리로 출측 이송롤의 하측에 이격 배치되어, 열처리로 출측 이송롤의 표면을 향하여 드라이아이스 입자를 분사하여 표면상에 흡착된 스케일을 박리하도록 구비된 드라이아이스 분사노즐부;
    드라이아이스 입자를 충진하여 보관하는 드라이아이스 저장부;
    상기 드라이아이스 분사노즐부를 통해 고압의 드라이아이스 입자를 분사하도록, 드라이아이스 입자와 혼합될 압축 공기를 제공하도록 구비된 공기압축부;
    열처리로 출측 이송롤의 표면 상태를 감시하여 표면상에 흡착된 스케일 상태 정보를 획득하도록 구비된 스케일 감지부; 및
    상기 획득된 스케일 상태 정보를 이용하여 상기 드라이아이스 분사노즐부로부터 분사될 드라이아이스 입자의 분사 압력을 판단 제어하는 제어부;를 포함하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 9 항에 있어서,
    상기 스케일 감지부는,
    열처리로 출측 이송롤의 표면으로 레이저 광을 조사하고, 흡착된 스케일의 양 및 분포 형태를 촬상함으로써, 열처리로 출측 이송롤의 표면상에 흡착된 스케일 상태 정보를 획득하는 레이저 비전 센서인 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스케일 감지부를 통해 획득된 스케일 상태 정보를 입력받는 데이터 입력부; 및
    상기 입력받은 스케일 상태 정보를 기준값과 비교하고, 상기 드라이아이스 분사노즐부로부터 분사될 드라이아이스 입자의 분사 압력을 판단하고 제어하는 데이터 연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 9 항에 있어서,
    상기 드라이아이스 분사노즐부는,
    열처리로 출측 이송롤의 하부 표면을 향해 드라이아이스 입자를 수직 방향으로 분사하도록 형성된 분사구를 구비하는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 9 항에 있어서,
    상기 드라이아이스 분사노즐부의 입구 측에는,
    상기 드라이아이스 저장부로부터 공급된 드라이아이스 입자와, 상기 공기 압축부로부터 제공된 압축 공기를 혼합하여 보관하는 혼합챔버가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 13 항에 있어서,
    상기 혼합챔버와 상기 드라이아이스 저장부 사이에는,
    드라이아이스 입자의 공급 이송을 위한 드라이아이스 공급배관이 연결 형성되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 14 항에 있어서,
    상기 드라이아이스 공급배관 상에는,
    상기 제어부의 지령에 따라, 상기 드라이아이스 저장부로부터 상기 혼합챔버까지의 드라이아이스 입자 유동을 개폐 조절하는 드라이아이스 조절밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 13 항에 있어서,
    상기 혼합챔버와 상기 공기압축부 사이에는,
    압축 공기의 공급을 위한 압축 공기 공급배관이 연결 형성되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 16 항에 있어서,
    상기 압축 공기 공급배관 상에는,
    상기 제어부의 지령에 따라, 상기 공기압축부로부터 상기 혼합챔버까지의 압축 공기 유동을 개폐 조절하는 압축 공기 조절밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • 제 17 항에 있어서,
    상기 압축 공기 조절밸브는,
    상기 제어부의 지령에 따라 입력된 전류에 비례하여 압축 공기의 압력 조절이 가능한 비례압력 제어밸브(proportional pressure control valve)인 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치.
  • (a) 열처리로 출측 이송롤의 표면에 흡착된 스케일 상태 정보를 획득하는 단계;
    (b) 상기 획득된 스케일 상태 정보를 기준값과 비교 판단한 후, 드라이아이스 입자의 분사 속도 및 압력을 산출하는 단계; 및
    (c) 상기 산출된 드라이아이스 입자의 분사 속도 및 압력에 따라, 드라이아이스 입자의 공급량 및 드라이아이스 입자와 혼합될 압축 공기의 압력을 조절 제어하는 단계;를 포함하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 방법.
  • 제 19 항에 있어서,
    상기 (a)단계는,
    (a-1) 열처리로 출측 이송롤의 표면으로 레이저 광을 조사하는 단계; 및
    (a-2) 상기 조사된 레이저 광에 의한 열처리 출측 이송롤 표면 화상을 촬상하여 영상 처리 후 스케일 상태 정보를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 방법.
  • 说明书全文

    드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법{APPARATUS FOR REMOVING SCALE IN OUTLET ROLLER OF HEAT TREATMENT USING DRY ICE BLASTING}

    본 발명은 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 열처리로 출측 이송롤에 흡착되는 스케일을 드라이아이스 분사 방식으로 제거하여, 후판 제품의 표면 스크레치 불량을 방지할 수 있는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법에 관한 기술이다.

    후판은 대형 교량 및 선박, 건축구조물, 압력용기 등에 주로 이용되는 것으로, 두께가 6mm 이상인 비교적 두꺼운 열간압연 강판을 말한다.

    후판을 제조하기 위해서는 철광석에서 불순물을 제거되고, 소결 공정과 고로를 거쳐 제강설비의 전로로 이동한 후 탈황, 탈인 공정을 거치게 된다. 그리고 강 슬라브는 최종 제품에 부합되도록 압연, 가속냉각 및 열처리를 거친 후 양호한 물성치 및 높은 평탄도를 지닌 제품으로 제작된다.

    다만, 이러한 후판 제품의 경우, 열처리 중 표면상에 스케일(scale)이 발생될 수 있으며, 이러한 스케일은 열처리로 출측 이송롤에 흡착되어 후판 제품의 표면 불량(특히, 하부면의 스크레치 발생)을 초래할 수 있다.

    본 발명의 목적은 열처리 중 후판 제품에 발생된 스케일이 열처리로 출측 이송롤에 흡착됨에 따라 후판 제품의 표면 불량을 초래하는 현상을 방지하고자, 열처리로 출측 이송롤에 고압의 드라이아이스 입자를 분사함으로써 스케일을 효과적으로 제거할 수 있는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치를 제공함에 있다.

    본 발명의 다른 목적은 열처리 중 후판 제품에 발생된 스케일이 열처리로 출측 이송롤에 흡착됨에 따라 후판 제품의 표면 불량을 초래하는 현상을 방지하고자, 열처리로 출측 이송롤에 고압의 드라이아이스 입자를 분사함으로써 스케일을 효과적으로 제거할 수 있는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 방법을 제공함에 있다.

    본 발명의 사상에 따르면, 열처리로 출측 이송롤의 하측에 이격 배치되어, 열처리로 출측 이송롤의 표면을 향하여 드라이아이스 입자를 분사하여 표면상에 흡착된 스케일을 박리하도록 구비된 드라이아이스 분사노즐부; 드라이아이스 입자를 충진하여 보관하는 드라이아이스 저장부; 및 상기 드라이아이스 분사노즐부를 통해 고압의 드라이아이스 입자를 분사하도록, 드라이아이스 입자와 혼합될 압축 공기를 제공하도록 구비된 공기압축부;를 포함하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치를 제공한다.

    이때, 상기 드라이아이스 분사노즐부는, 열처리로 출측 이송롤의 하부 표면을 향해 드라이아이스 입자를 수직 방향으로 분사하도록 형성된 분사구를 구비할 수 있다.

    그리고 상기 분사노즐부의 입구 측에는, 상기 드라이아이스 저장부로부터 공급된 드라이아이스 입자와, 상기 공기 압축부로부터 제공된 압축 공기를 혼합하여 보관하는 혼합챔버가 더 구비될 수 있다.

    또한, 상기 혼합챔버와 상기 드라이아이스 저장부 사이에는, 드라이아이스 입자의 공급 이송을 위한 드라이아이스 공급배관이 연결 형성될 수 있다.

    이때, 상기 드라이아이스 공급배관 상에는, 상기 드라이아이스 저장부로부터 상기 혼합챔버까지의 드라이아이스 입자 유동을 개폐 조절하는 드라이아이스 조절밸브가 구비될 수 있다.

    그리고 상기 혼합챔버와 상기 공기압축부 사이에는, 압축 공기의 공급을 위한 압축 공기 공급배관이 연결 형성될 수 있다.

    또한, 상기 압축 공기 공급배관 상에는, 상기 드라이아이스 저장조로부터 상기 혼합챔버까지의 압축 공기 유동을 개폐 조절하는 압축 공기 조절밸브가 구비될 수 있다.

    이때, 상기 압축 공기 조절밸브는, 압축 공기의 유동 압력을 일정하게 유지하는 압력조절밸브(pressure regulating valve)인 것이 바람직하다.

    또한, 본 발명의 사상에 따르면, 열처리로 출측 이송롤의 하측에 이격 배치되어, 열처리로 출측 이송롤의 표면을 향하여 드라이아이스 입자를 분사하여 표면상에 흡착된 스케일을 박리하도록 구비된 드라이아이스 분사노즐부; 드라이아이스 입자를 충진하여 보관하는 드라이아이스 저장부; 상기 드라이아이스 분사노즐부를 통해 고압의 드라이아이스 입자를 분사하도록, 드라이아이스 입자와 혼합될 압축 공기를 제공하도록 구비된 공기압축부; 열처리로 출측 이송롤의 표면 상태를 감시하여 표면상에 흡착된 스케일 상태 정보를 획득하도록 구비된 스케일 감지부; 및 상기 획득된 스케일 상태 정보를 이용하여 상기 드라이아이스 분사노즐부로부터 분사될 드라이아이스 입자의 분사 압력을 판단 제어하는 제어부;를 포함하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치를 제공한다.

    이때, 상기 스케일 감지부는, 열처리로 출측 이송롤의 표면으로 레이저 광을 조사하고, 흡착된 스케일의 양 및 분포 형태를 촬상함으로써, 열처리로 출측 이송롤의 표면상에 흡착된 스케일 상태 정보를 획득하는 레이저 비전 센서인 것이 바람직하다.

    그리고 상기 제어부는, 상기 스케일 감지부를 통해 획득된 스케일 상태 정보를 입력받는 데이터 입력부; 및 상기 입력받은 스케일 상태 정보를 기준값과 비교하고, 상기 드라이아이스 분사노즐부로부터 분사될 드라이아이스 입자의 분사 압력을 판단하고 제어하는 데이터 연산부;를 포함할 수 있다.

    또한, 본 발명의 또 하나의 사상에 따르면, (a) 열처리로 출측 이송롤의 표면에 흡착된 스케일 상태 정보를 획득하는 단계; (b) 상기 획득된 스케일 상태 정보를 기준값과 비교 판단한 후, 드라이아이스 입자의 분사 속도 및 압력을 산출하는 단계; 및 (c) 상기 산출된 드라이아이스 입자의 분사 속도 및 압력에 따라, 드라이아이스 입자의 공급량 및 드라이아이스 입자와 혼합될 압축 공기의 압력을 조절 제어하는 단계;를 포함하는 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 방법을 제공한다.

    여기서, 상기 (a)단계는, (a-1) 열처리로 출측 이송롤의 표면으로 레이저 광을 조사하는 단계; 및 (a-2) 상기 조사된 레이저 광에 의한 열처리 출측 이송롤 표면 화상을 촬상하여 영상 처리 후 스케일 상태 정보를 획득하는 단계;를 포함할 수 있다.

    본 발명인 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법에 따르면, 열처리 중 후판 제품에서 발생되는 스케일이 열처리로 출측 이송롤에 흡착됨에 따라 후판 제품의 표면 불량이 초래되는 문제를, 열처리로 출측 이송롤에 직접 분사되는 드라이아이스 입자를 이용하여 흡착된 스케일을 제거할 수 있어, 후판 제품의 품질 및 생산성 향상을 함께 도모할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.

    또한, 본 발명에서 열처리로 출측 이송롤에 흡착된 스케일을 효과적으로 제거하기 위하여 적용한 드라이아이스 분사 방식은, 열처리로 출측 이송롤의 표면으로 드라이아이스 입자가 순간적으로 충돌함과 동시에, 즉시 승화되면서 스케일을 박리하는 방식으로서, 이송롤의 형상 및 재질 특성에 악영향을 끼치지 않는 장점이 있다.

    도 1은 열처리로 출측 이송롤에서 스케일이 발생되는 현상을 설명하기 위해 도시한 도면,
    도 2는 열처리로 출측 이송롤에 스케일이 흡착된 모습을 보여주는 도면,
    도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면,
    도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면,
    도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 방법을 도시한 순서도,
    도 6은 도 5에 도시된 순서도에서, 열처리로 출측 이송롤의 표면에 흡착된 스케일 상태 정보를 획득하는 단계(S100)의 세부 단계를 도시한 순서도임.

    이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법에 대해 설명한다.

    본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

    그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

    또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

    본 발명의 바람직한 실시예에 따라 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법을 설명하기에 앞서, 열처리로 출측 이송롤에서 스케일이 발생되는 현상을 간략하게나마 살펴보기로 한다.

    도 1은 열처리로 출측 이송롤에서 스케일이 발생되는 현상을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

    후판 열처리 제품의 경우, 후판(S)이 열처리로(20)에 의한 공정을 거침에 따라, 표면상에 스케일(scale)이 발생된다. 이러한 스케일은 열처리로(20)의 출측 구간(A) 이송롤(10)에 흡착된다.

    이와 같이, 열처리로(20)의 출측 구간(A) 이송롤(10)에 흡착된 스케일은, 후판(S) 제품의 하부면에 표면 불량(예: 스크래치)을 일으킨다. 후판(S) 상에 발생된 스케일은 쇼트 블라스팅(30) 등을 통해 박리 제거될 수 있으나, 이송롤(10) 상에 흡착되어 존재하는 스케일의 제거 작업은 까다로운 편이다.

    도 2를 참조하면, 열처리로 출측 이송롤(10) 상에 흡착되어 존재하는 스케일(C)의 형태를 확인할 수 있다.

    이처럼 둘레면 상에 스케일(C)이 존재하는 이송롤(10)에 접촉하여 이송되는 후판(S)의 하부면에서는, 표면 불량이 야기될 수밖에 없다.

    도면에서, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

    이러한 도 3 및 도 4는 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징되는 부분만을 분명하게 명시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면을 통해 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

    다만, 도 3에 도시된 제1실시예의 경우, 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치의 개략적인 구성에 관한 것이며, 도 4에 도시된 제2실시예의 경우, 상기 제1실시예의 구성에 스케일 감지부 및 제어부를 추가함에 따라 장치의 능동 제어를 구현한 형태임을 미리 밝혀 두는 바이다.

    먼저, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치의 개략적인 구성에 대해 살펴보기로 한다.

    제1실시예

    도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

    도 3을 참조하면, 도시된 제1실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치는, 열처리로 출측 이송롤(10)의 하측에 이격 배치되어, 열처리로 출측 이송롤(10)의 표면을 향하여 드라이아이스 입자(d)를 분사하여 표면상에 흡착된 스케일(C)을 박리하도록 구비된 드라이아이스 분사노즐부(110)와, 드라이아이스 입자를 충진하여 보관하는 드라이아이스 저장부(130)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

    이러한 드라이아이스 분사노즐부(110)는, 열처리로 출측 이송롤의 하부 표면을 향해 드라이아이스 입자를 수직 방향으로 분사하도록 형성된 분사구(112)를 구비하는 형태로 이루어진다.

    이때, 상기 분사구(112)는 열처리로 출측 이송롤(10)의 외주면에 대항하는 폭으로 드라이아이스 입자(d)를 수직 분사할 수 있는 구조와 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

    이로써, 열처리로 출측 이송롤(10)의 외주면 상에 흡착된 스케일이 효과적으로 박리 제거될 수 있다.

    그리고 상기 드라이아이스 분사노즐부(110)의 입구 측에는, 드라이아이스 저장부(130)로부터 공급된 드라이아이스 입자와, 공기 압축부(140)로부터 제공된 압축 공기를 혼합하여 보관하는 혼합챔버(120)가 더 구비된다.

    상기 혼합챔버(120)는, 일정 용량의 압력 용기 형상을 이루어, 내측으로 도입되어 혼합된 드라이아이스 입자 및 압축 공기를 혼합하여 보관할 수 있다.

    드라이아이스 저장부(130)는, 드라이아이스 입자를 충진하여 보관하는 용기 부재이며, 공기압축부(140)는, 상기 드라이아이스 분사노즐부(110)를 통해 고속으로 드라이아이스 입자를 분사하도록, 드라이아이스 입자와 혼합될 압축 공기를 제공하는 기능을 제공한다.

    그리고 상기 혼합챔버(120)와 상기 드라이아이스 저장부(130) 사이에는, 드라이아이스 입자의 공급 이송을 위한 드라이아이스 공급배관(132)이 연결 형성된다.

    이러한 드라이아이스 공급배관(132) 상에는, 드라이아이스 저장부(130)로부터 혼합챔버(120)까지의 드라이아이스 입자 유동을 개폐 조절하는 드라이아이스 조절밸브(134)가 구비되는 것이 바람직하다.

    상기 드라이아이스 조절밸브(134)의 개폐 조절에 의해, 드라이아이스 저장부(130)에 보관된 드라이아이스 입자는 혼합챔버(120)까지 유입된 후, 다시 드라이아이스 분사노즐(110)을 통해 열처리로 출측 이송롤(10)의 외주면으로 분사된다. 그 결과, 열처리로 출측 이송롤(10)의 외주면에 흡착 형성된 스케일은 제거될 수 있다.

    다만, 드라이아이스 입자는 소정의 압력으로 압축된 고압, 고속의 공기와 함께 열처리로 출측 이송롤(10)을 향해 토출되는 것이 좋은데, 이를 가능하게 해주는 것이 공기압축부(140)와 혼합챔버(120) 사이에 연결 형성된 압축 공기 공급배관(142)이다.

    이러한 압축 공기 공급배관(142) 상에는, 공기압축부(140)로부터 상기 혼합챔버까지의 압축 공기 유동을 개폐 조절하는 압축 공기 조절밸브(144)가 구비되는 것이 바람직하다.

    상기 압축 공기 조절밸브(144)의 개폐 조절에 의해, 상기 혼합챔버(120)로 유입되는 압축 공기의 유동이 단속 조절됨은 물론, 유동되는 압축 공기의 압력까지 조절될 수 있다.

    이러한 압축 공기 조절밸브(144)는, 압축 공기의 유동 압력을 일정하게 유지하는 압력조절밸브(pressure regulating valve)를 이용할 수 있다.

    이와 같이, 드라이아이스 저장부(130)로부터 공급된 드라이아이스 입자는 공기압축부(140)로부터 공급된 압축 공기와 혼합챔버(120)에서 혼합된 후, 드라이아이스 분사노즐부(110)를 통해 열처리로 출측 이송롤(10)의 표면으로 분사되어, 스케일을 박리 제거한다.

    드라이아이스 입자, 즉 고체 드라이아이스에 의한 디스케일링(descaling) 원리는, 분사된 드라이아이스 입자가 스케일 상으로 분사되면, 열충격이 발생되고, 드라이아이스의 승화에 의해 팽창 및 제거되는 메커니즘을 이용한다.

    즉, 고압의 압축 공기에 수반된 드라이아이스 입자(d)가 열처리로 출측 이송롤(10) 표면상의 스케일(C)에 충돌되면, 드라이아이스 입자는 스케일(C)을 초저온(예: -78.5℃)으로 급속 동결시키게 되며, 이로 인하여 스케일(C)은 주변온도와의 온도 차로 인해 수축되면서 균열을 발생시킨다.

    그 균열을 통해 스케일 사이로 드라이아이스 입자가 침투됨과 동시에 드라이아이스 입자는 승화되면서 부피가 대략 800배 이상으로 팽창하게 되는데, 이와 동시에 스케일을 상층으로 박리시킨다.

    박리된 스케일은 풍압에 의해 열처리로 출측 이송롤(10)의 표면으로부터 쉽게 제거된다.

    제 2 실시예

    도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

    이러한 제2실시예는, 전술된 제1실시예의 구성에 스케일 감지부 및 제어부를 추가함에 따라 장치의 능동 제어를 구현한다.

    따라서 앞서 도 3을 통해 상세히 설명한 바 있는 제1실시예와의 동일한 구성에 대해서는 불필요한 중복 설명을 생략하기로 한다.

    도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치는, 드라이아이스 분사노즐부(110)와, 드라이아이스 저장부(130)와, 공기압축부(140)를 포함하며, 이에 추가적으로 열처리로 출측 이송롤의 표면 상태를 감시하는 스케일 감지부(150)와, 드라이아이스 입자의 분사 압력을 판단 제어하는 제어부(160)를 더 포함하는 구성으로 이루어진다.

    스케일 감지부(150)는, 열처리로 출측 이송롤(10)의 표면 상태를 감시하여 표면상에 흡착된 스케일(C) 상태 정보를 획득하는 역할을 담당하는 센싱 수단이다.

    이를 위해, 상기 스케일 감지부(150)는, 레이저 비전 센서를 이용할 수 있다.

    즉, 스케일 감지부(150)는 열처리로 출측 이송롤(10)의 표면으로 레이저 광(L)을 조사한다. 그리고 열처리로 출측 이송롤(10) 표면상에 흡착된 스케일(C)의 양 및 분포 형태를 촬상하여, 촬상된 화상 정보를 통해, 열처리로 출측 이송롤(10)의 표면상에 흡착된 스케일 상태 정보를 획득할 수 있다.

    스케일 감지부(150)에서 검출된 스케일 상태 정보는, 제어부(160)로 전달된다.

    제어부(160)는, 스케일 감지부(150)에서 검출된 열처리로 출측 이송롤(10) 표면상의 스케일 상태 정보를 이용하여, 드라이아이스 분사노즐부(110)로부터 분사될 드라이아이스 입자의 분사 압력을 판단 제어하는 역할을 담당하며, 이 외에도 스케일 작업에 필요한 각종 지령을 인가하는 형태로 이루어질 수 있다.

    이를 위해, 상기 제어부(160)는, 데이터 입력부(162)와, 데이터 연산부(164)로 이루어진 세부 구성을 포함한다.

    데이터 입력부(162)는, 스케일 감지부(150)를 통해 획득된 스케일 상태 정보를 입력받는 역할을 담당하며, 여기에는 유무선 통신 인터페이스가 이용될 수 있으며, 구체적인 예로는 RS-232 통신 인터페이스 등이 이용 가능하다.

    데이터 연산부(164)는, 상기 데이터 입력부(162)로부터 전달받은 스케일 상태 정보를 기준값과 비교하고, 드라이아이스 분사노즐부(110)로부터 분사될 드라이아이스 입자의 분사 압력을 판단하고 제어하는 역할을 담당한다.

    이러한 제어부(160)로 인한 드라이아이스 분사 압력 제어는, 드라이아이스 공급배관(132) 상의 드라이아이스 조절밸브(134) 및 압축 공기 공급배관(142) 상의 압축 공기 조절밸브(144)의 개폐 제어를 통해 가능해질 수 있다.

    즉, 드라이아이스 조절밸브(134)는, 상기 제어부(160)의 지령에 따라, 상기 드라이아이스 저장부(130)로부터 상기 혼합챔버(120)까지의 드라이아이스 입자 유동을 개폐 조절한다.

    또한, 압축 공기 조절밸브(144) 역시, 상기 제어부(160)의 지령에 따라, 상기 공기압축부(140)로부터 상기 혼합챔버(120)까지의 압축 공기 유동을 개폐 조절한다.

    여기서, 특히 압축 공기 조절밸브(144)는 상기 제어부(160)의 지령에 따라 입력된 전류에 비례하여 압축 공기의 압력 조절이 가능한 비례압력 제어밸브(proportional pressure control valve)인 것이 바람직하다.

    이로써, 열처리로 출측 이송롤(10) 표면상의 스케일의 상태 정도에 대응하여 능동적으로 드라이아이스 분사 압력을 조절할 수 있다. 그 결과 후판(S) 열처리 제품의 품질 향상을 도모할 수 있으며, 자동화된 공정을 통해 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

    다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 방법에 대해 설명하기로 한다.

    도면에서, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 방법을 도시한 순서도이며, 도 6은 도 5에 도시된 순서도에서, 열처리로 출측 이송롤의 표면에 흡착된 스케일 상태 정보를 획득하는 단계(S100)의 세부 단계를 도시한 순서도이다.

    도 5를 참조하면, 먼저 열처리로 출측 이송롤의 표면에 흡착된 스케일 상태 정보를 획득한다(S100).

    이 단계(S100)에서는 레이저 비전 센싱 검출 방식이 적용될 수 있는데, 이에 대한 세부 단계로서 도 6을 참조하여 설명될 수 있다.

    열처리로 출측 이송롤의 표면에 흡착된 스케일 상태 정보를 획득하기 위하여, 우선 열처리로 출측 이송롤의 표면으로 레이저 광을 조사한다(S120).

    그리고 조사된 레이저 광에 의한 열처리 출측 이송롤 표면 화상을 촬상하여 영상 처리 후 스케일 상태 정보를 획득한다(S140).

    이와 같은 단계(S120, S140)를 통해 열처리로 출측 이송롤의 표면에 흡착된 스케일 상태 정보는 획득 가능하다.

    다시 도 5를 참조하면, 그 다음 단계로서, 획득된 스케일 상태 정보를 기준값과 비교 판단한 후, 드라이아이스 입자의 분사 속도 및 압력을 산출한다(S200).

    그 다음으로, 산출된 드라이아이스 입자의 분사 속도 및 압력에 따라, 드라이아이스 입자의 공급량 및 드라이아이스 입자와 혼합될 압축 공기의 압력을 조절 제어한다(S300).

    이로써, 열처리로 출측 이송롤의 표면에 흡착된 스케일은 고속으로 분사된 드라이아이스 입자와 충돌됨에 따라, 효과적으로 박리 제거될 수 있다.

    이와 같은, 본 발명인 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법에 따르면, 열처리 중 후판 제품에서 발생되는 스케일이 열처리로 출측 이송롤에 흡착됨에 따라 후판 제품의 표면 불량이 초래되는 문제를, 열처리로 출측 이송롤에 직접 분사되는 드라이아이스 입자를 이용하여 흡착된 스케일을 제거할 수 있어, 후판 제품의 품질 및 생산성 향상을 함께 도모할 수 있다.

    아울러, 열처리로 출측 이송롤에 흡착된 스케일을 효과적으로 제거하기 위하여 분사된 드라이아이스 입자는 스케일과 순간적으로 충돌함과 동시에, 그 즉시 승화되면서 스케일을 박리시키므로, 이송롤의 형상 및 재질 특성에 악영향을 끼치지 않는다.

    이상에서 본 발명에 따른 드라이아이스 분사 방식이 적용된 열처리로 출측 이송롤 스케일 제거 장치 및 방법에 대하여 설명하였다.

    전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

    S: 후판
    C: 스케일
    L: 레이저 광
    d: 드라이아이스 입자
    110: 드라이아이스 분사노즐부
    120: 혼합챔버
    130: 드라이아이스 저장부
    140: 공기압축부
    150: 스케일 감지부
    160: 제어부

    高效检索全球专利

    专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

    我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

    申请试用

    分析报告

    专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

    申请试用

    QQ群二维码
    意见反馈