KR100248095B1 - 용융코팅 포트 및 그 코팅 설비 - Google Patents

용융코팅 포트 및 그 코팅 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액상의 코팅 물질을 수용하기 위한 용융코팅 포트에 관한 것이다.
본 발명의 코팅 포트는 대체로 수평인 바닥과 대체로 수직인 측벽들을 포함한다. 바닥과 측벽들은 코팅물질을 수용하기 위한 제1 내부 공간을 형성한다. 바닥과 측벽들의 각각의 하측부는 측벽들의 상측부와 분리될 수 있는 하나의 바닥부를 형성한다. 바닥부는 제1 내부 공간보다는 작은 소정의 내부 공간을 갖는다.

Description

용융코팅 포트 및 그 코팅 설비
본 발명은 연속적인 금속 스트립(strip)의 용융코팅에 관한 것으로, 특히 아연, 알루미늄을 갖는 철 금속의 코팅이나 다른 코팅에 적용할 수 있다.
아연 코팅과 같은 철 금속의 코팅에 있어서, 코팅될 부품들은 화학적으로 전처리되고 세척된 후 용융코팅 물질에 침지된다. 부품들의 침지시간은 부품의 재질, 형상, 용융코팅 물질의 온도, 코팅 조성 및 원하는 코팅두께에 좌우된다.
코팅은 철을 주재료로 한 금속으로 이루어진 연속 스트립을 코팅시켜 아연, 알루미늄 등으로 이루어진 얇은 피막을 갖는 철 또는 강 스트립 스톡(stock)을 제조하는데 종종 사용된다. 연속 스트립 코팅에 있어서, 코팅될 스트립은 먼저 세척 및 전처리되고 용융코팅 물질이 든 욕조를 통과하고, 그 후 일반적으로 욕조로부터 윗방향으로 꺼내진다. 꺼내진 스트립에 붙은 코팅물질은 코팅, 롤, 에어 나이프(air knives)등에 의해 마무리된 후 경화된다.
용융코팅 물질, 통상 예를 들면 아연과 같은 용융 금속은 외부 가열된 철 또는 강 포트에 수용된다. 그러나, 금속 코팅 포트들은 많은 단점들을 갖는다. 그러한 포트들은 상대적으로 수명이 짧다. 이것은 포트의 바닥에 찌꺼기(dross)가 급속히 축적되는 것을 포함한 여러 가지 요인들에 기인한다.
통상의 작업에 있어서, 코팅 포트는 예비 용융장치로부터 라운더(launder)를 통하여 공급된 용융금속으로 채워진다. 아연 합금과 같이 바닥에 찌꺼기를 생성시키는 합금이 사용되는 곳에서는, 포트의 바닥에 모인 찌꺼기를 제거하기 위하여 정기적으로 그 포트를 완전히 비우고 냉각시킬 필요가 있다. 이러한 것을 방지하기 위하여, 순환펌프를 사용하여 필터를 통해 용융금속을 연속적으로 펌핑하고 그 찌꺼기를 제거한 후 코팅 포트에 용융금속을 다시 공급함으로써 찌꺼기를 제거하는 방법이 제안되었다. 그러나, 아연 여과법은 여전히 불충분한 방법이며, 따라서 효율적이면서도 간단한 찌꺼기 제거방법을 제공할 필요성이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 필요성을 충족시킬 수 있는 용융코팅 포트 및 그 코팅 설비를 제공하는데 있다.
본 발명은 액상 코팅물질을 수용하기 위한 용융코팅 포트에 관한 것이다. 그러한 코팅포트는 대체로 수평인 바닥과 대체로 수직인 측벽들을 포함한다. 바닥과 측벽들은 코팅물질을 수용하기 위한 제1내부 공간을 형성한다. 바닥과 측벽들의 각각의 하측부는 측벽들의 상측부와 분리될 수 있는 하나의 바닥부를 형성한다. 바닥부는 제 1 내부 공간보다는 작은 소정의 내부 공간을 갖는다.
제1도는 본 발명에 따른 코팅 포트를 이용한 코팅 설비의 평면도이고,
제2도는 본 발명에 따른 코팅 포트의 종단면도이며,
제3도 및 제4도는 제2도에 도시된 코팅 포트의 바닥부의 착탈상태를 도시한 도면이고,
제5도는 바닥부가 코팅 포트에서 분리된 후 바닥부의 찌꺼기가 어떻게 제거되는지를 설명하는 도면이며,
제6도는 싸이클 타임을 증가시키기 위하여 교환가능한 바닥부들이 코팅 설비의 아래에서 어떻게 분리되고 대체되는지를 설명한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 코팅 설비 12 : 코팅 포트
14 : 무심 유도 용융장치 16 : 수용 포트
20 : 플로어 또는 데크 22 : 측벽
24 : 바닥 26 : 저온층
28 : 고온층 30 : 내화물
34 : 스트립 36 : 상측부
38 : 하측부 40 : 분리선
42 : 바닥부 44 : 씰
46 : 잭 스크류 48 : 전송차
50 : 레일 52 : 휠
54 : 걸쇠기구 56 : 걸림턱
이하, 본 발명의 구성을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면을 참조하면, 여기서 유사한 부호는 구성요소를 가리키는데, 제1도는 본 발명에 따른 코팅 포트(12)를 포함하는 코팅 설비(10)를 도시한 것이다. 코팅 설비(10)는 코팅 포트(12)에 부가적으로 무심 유도 용융기(14)와, 그 용융기(14)와 코팅 포트(12)사이에 위치한 수용 포트(16)를 포함한다. 용융금속은 라운더(18)를 통하여 코팅 포트(12)에 공급된다. 수용 포트(16)는 용융 코팅 금속을 수용하는데, 상기 금속은 코팅 포트(12)를 비우고자 할 때는 코팅 포트(12)에서 수용 포트(16)로 펌핑되고, 코팅 포트(12)를 다시 채우고자 할 때는 수용 포트(16)에서 코팅 포트 (12)를 펌핑된다. 코팅 포트(12)와 수용 포트(16)사이로 용융금속을 운반하기 위한 용융금속 펌프는 상업적으로 입수가능하고 당업계에 잘 알려져 있다.
코팅 설비(10)는 이후 설명될 내용들을 제외하고는 데크(deck)또는 프로어 (floor, 20)위에 지지된다.
제2도는 코팅 포트(12)의 종단면도이다. 코팅 포트는 측벽(22)와 대체로 수평인 바닥(24)을 포함한다. 또한, 측벽(22)과 바닥(24)은 용융코팅 물질을 수용하기 위한 내부 공간을 형성한다. 측벽(22)과 바닥(24)은 예를 들면 내화물(30)로 이루어진 저온층(cold face layer, 26)과 고온층(hot face layer, 28)과 같이 내화물로 이루어져 있다. 이러한 코팅 포트의 구조적인 측면에 대한 좀 더 상세한 내용은 본 발명과 동일한 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제5,354,970호에 기재되어 있다.
본 발명의 코팅 포트(12)와 종래의 코팅 포트의 차이점은 각각의 측벽(22)이 분리선(40)을 따라 상측부(36)와 하측부(38)로 나누어져 있다는 점이다. 측벽(22)의 하측부(38)는 바닥(24)에 연결되어 있고, 분리선(40)을 따라 상측부(36)와 분리될 수 있는 바닥부(42)를 형성한다. 하측부(38)와 바닥(24)은 코팅 포트(12)의 내부 공간보다 작은 소정의 내부 공간을 형성한다. 만약 원한다면, 측벽(22)의 상측부(36)와 하측부(38)사이에 적절한 씰(seal, 44)이 제공될 수 있으며, 이에 의해 용융금속이 분리선(44)을 따라 포트(12)로부터 누설되지 않는다.
제3도에 도시된 바와 같이, 코팅 포트(12)는 데크(20)의 위치보다 아랫쪽에 배치된다. 바닥부(42)는 휠(52)에 의해 한쌍의 레일(50)을 따라 이동될 수 있는 전송차(48)위의 기계, 수압 또는 수압식 잭 스크류(jack screws, 46)에 의해 상측벽 부분(22)에 대하여 지지 및 유지된다. 전송차(48)와 바닥부(42)는 코팅 포트(12)보다 낮은 위치로 이동되고, 그 후에 잭 스크류(46)가 작동되어 측벽(22)의 상측부(36)와 접촉된 상태로 바닥부(42)를 상승시킨다.
제6도에 도시된 바와 같이, 바닥부(42)에는 측벽(22)의 상측부(36)의 외면상의 걸림턱(projections, 56)과 체결되는 걸쇠기구(latch mechanism)가 제공될 수 있다. 걸쇠기구(54)는 바람직하기로는 예를 들면 유압 실린더 또는 기전력 장치(예를 들면, 솔레노이드)에 의해 원격 조정될 수 있다. 걸쇠기구(54)와 걸림턱(56)은 서로 체결되어 바닥부(42)를 상측부(36)에 안전하게 유지시킨다. 바닥부(42)가 제위치에 오게 되면, 용융코팅 금속이 코팅 포트(12)에 첨가될 수 있고 스트립(34)의 코팅공정이 시작될 수 있다.
비록 걸쇠기구(54)가 바닥부(42)위에 배치된 것처럼 도시되어 있으나, 상기 걸쇠기구는 측벽(22)의 하측부위에도 배치될 수 있다.
포트가 사용될 때 찌꺼기가 형성된다. 코팅물질이 아연인 경우 등과 같은 많은 경우에 있어서, 찌꺼기는 용융금속보다 조밀해지고, 침전되어 바닥부(42)에 모이는 경향이 있다. 이에 따라, 정기적으로 코팅 공정을 중단하고 찌꺼기가 제거되어야 한다. 이는 바닥부(42)를 하강시키고 그 후 코팅 포트에서 용융코팅 금속을 제거함으로써 용이하게 수행된다. 코팅 포트에서 용융금속이 안전하게 제거된 경우, 로킹 클램프(locking clamps)가 열리고 잭 스크류(46)가 가동되어, 제4도에 도시된 바와 같이 바닥부(42)가 전송차(48)의 베드(bed)위로 하강된다. 바닥부(42)는 측벽(22)의 상단부(36)로부터 떨어지도록 충분한 거리가 제공된다. 바닥부(42)가 전송차(48)의 베드위로 완전히 하강된 후, 전송차는 설비(10)로부터 떨어져 바닥부를 비울수 있는 위치로 레일(50)을 따라 이동하게 된다. 만약 원한다면, 바닥부(42)는 제5도에 도시된 바와 같이 비우기 위해 기울어질 수 있다.
또한, 제6도에 도시된 바와 같이, 여러개의 바닥부(42)가 자신의 전송차(48)위에 각각 장치될 수 있으며, 이에 따라 하나의 바닥부가 비우려는 코팅 포트(12)로부터 떨어져 운반되는 동안, 다른 바닥부가 코팅 포트(12) 아래에 놓이고, 필요에 따라 제3의 다른 바닥부가 사용될 수 있다. 이 방식에 있어서, 이미 사용되어 찌꺼기가 수용된 바닥부가 비워지는 동안 코팅 포트는 깨끗한 바닥부를 사용할 수 있기 때문에, 코팅 설비의 정지시간이 현저히 줄어들 수 있다.
찌꺼기를 제거에 있어서, 코팅 포트에서 용융금속을 분리선(46)보다 낮은 레벨(level)까지 펌핑함으로써 코팅 포트(12)가 비워진다. 잭 스크류(46)가 바닥부(42)를 지지하는 동안, 걸쇠기구(54)가 열리고 찌꺼기를 수용한 바닥부(42)가 잭스크류(46)에 의해 전송차(48)의 베드로 하강된다. 찌꺼기를 수용한 바닥부(42)는 전송차(48)에 의해 경사진 장소로 운반되어 제5도에 도시된 바와 같이 기울어짐으로서 이의 내용물을 비우게 된다. 한편, 새로운 바닥부(42)가 코팅 포트(12) 아래위치로 이동되어 잭 스크류(46)에 의해 제 위치로 상승된다. 걸쇠기구(54)가 작동되어 새로운 바닥부(42)를 코팅 포트(12) 위로 안전하게 유지시킨다. 새로운 바닥부(42)가 코팅 포트(12)에 안전하게 유지된 후, 수용 포트(16)중 하나로부터 용융금속을 펌핑하여 코팅 포트(12)가 채워진다.
그러므로, 본 발명의 잇점은 코팅 포트에서 찌꺼기가 제거되고 후속적인 사용을 위해 코팅물질을 다시 채우는데 걸리는 속도이다. 즉, 코팅 포트를 비우고, 바닥부를 교환하고 코팅 포트를 다시 채우는데 걸리는 총 경과시간은 단지 약 1시간이 소요된다.

Claims (10)

  1. 수평인 바닥(24)과 수직인 측벽(22)들을 포함하고, 상기 바닥(24)과 측벽(22)들을 포함하고, 상기 바닥(24)과 측벽(22)들이 코팅물질을 수용하기 위한 제1 내부 공간을 형성하며, 바닥(24)과 측벽(22)들의 각각의 하측부(38)가 측벽(22)의 상측부(36)와 분리될 수 있는 바닥부(42)를 형성하고, 상기 바닥부(42)가 상기 제1내부 공간보다는 작은 내부 공간을 갖는 것을 특징으로 하는 액상 코팅물질을 수용하기 위한 용융코팅 포트.
  2. 제항에 있어서, 상기 포트(12)는 상기 측벽(22)들중 하나에 장착된 적어도 하나의 무심 유도로 수단(14)을 더 포함하며, 상기 무심 유도로 수단(14)은 코팅물질을 유도가열하기 위한 포트(12)의 내부 공간과 통하는 하나의 내부 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 용융코팅 포트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 바닥부(42)를 상기 측벽(22)들에 탈착가능하게 고정하기 위한 걸쇠기구(54)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용융코팅 포트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 포트(12)는 내화물로 이루어진 내부 라이닝(30)을 갖는 것을 특징으로 하는 용융코팅 포트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 바닥부(42)와 측벽(22)사이에 하나씩 씰(44)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용융코팅 포트.
  6. 수평인 바닥(24)과 수직인 측벽(22)들을 포함하고, 내화물로 이루어진 내부 라이닝(30), 상기 측벽(22)들중 하나에 장착된 적어도 하나의 무심 유도로 수단(14), 바닥부(42)와 측벽(22)들사이의 하나의 씰(44) 및 상기 바닥부(42)를 상기 측벽(22)들에 탈착가능하게 고정시키기 위한 걸쇠기구(54)를 가지며, 상기 바닥(24)과 측벽(22)들이 코팅물질을 수용하기 위한 제1 내부 공간을 형성하며, 상기 무심 유도로 수단(14)이 코팅물질을 유도가열하기 위한 포트(12)의 내부 공간과 통해 있는 하나의 내부 공간을 형성하고, 상기 측벽(22)의 각 하측부(38)과 바닥(24)이 측벽(22)들의 상측부(36)와 분리될 수 있는 하나의 바닥부(42)를 형성하며, 상기 바닥부(42)가 제1 내부 공간보다 작은 내부 공간을 갖는 것을 특징으로 하는 액상 코팅물질을 수용하기 위한 용융코팅 포트.
  7. 코팅물질을 용융시키기 위한 용융 로(14); 상기 용융 로(14)와 통해 있고 용융 로(14)에서 용융된 코팅물질을 수용하기 위한 적어도 하나의 수용 포트(16); 상기 수용 포트(16)와 통해 있고 분리가능한 바닥부(42)를 갖는 코팅 포트(12); 상기 수용 포트(16)와 코팅 포트(12)사이에 용융코팅 물질을 운반할 수 있도록 코팅 포트(12)와 수용 포트(16)사이에 연결된 펌프; 및 코팅 포트(12)에 착탈가능한 바닥부(42)를 상승 및 하강시키기 위한 리프트 수단(46)을 포함하며 바닥부(42)를 코팅 포트(12) 아래 위치로 운반하고 바닥부(42)를 코팅 포트(12)로부터 멀리 운반하기 위한 이동가능한 운송수단(48)을 포함하는 요융코팅 설비.
  8. 제7항에 있어서, 상기 바닥부(42)와 코팅 포트(12) 사이에 하나의 씰(44)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용융코팅 설비.
  9. 제7항에 있어서, 상기 바닥부(42)를 코팅 포트(12)에 착탈가능하게 고정시키기 위한 걸쇠기구(54)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용융코팅 설비.
  10. 제7항에 있어서, 상기 코팅 포트(12)의 적어도 하나의 측벽(22)에 장착된 적어도 하나의 무심 유도로 수단(14)을 더 포함하며, 상기 무심 유도로 수단(14)은 코팅물질을 유도 가열하기 위한 코팅 포트(12)의 내부와 통하는 하나의 내부 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 용융코팅 설비.
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