KR100547655B1 - 연 철사 아연도금장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력 케이블 또는 고압 호스를 피복하는데 사용되는 연철사 아연도금장치에 관한 것이다.

본 발명은 기대의 아래에 구비된 여러 개의 강 철사 풀림 틀에 권취된 강 철사를 인출하여 여러 개의 안내 링과 안내로울러로 각각 유도하여 가열로의 가열튜브 속으로 공급하는 강 철사공급장치와;

선단부에 강 철사를 안내하는 구멍이 뚫린 안내구가 형성되고, 내부에 입자로 된 염화암모늄과 질소가 투입되어 고온가열함으로써 강 철사의 표면산화물 억제, 제거하는 여러 개의 가열튜브가 형성된 가열로와;

가열튜브의 끝단 내부에는 불연소재질의 밀폐부재가 삽입되어 가스의 흐름이 차단되도록 상기 가열로에 형성된 여러 개의 가열튜브를 길게 연장하여 물속에 잠기도록 하여 강 철사를 냉각시킴으로써 연철사를 얻는 냉각조와;

가열로와 냉각조사이를 통과하는 여러 개의 가열튜브 내부로 질소를 공급하는 질소 공급관과;

연 철사의 표면에 묻은 불순물을 씻어주기 위하여 일부분이 세척수에 담긴 세척로울러와 연 철사가 밀착되어 지나가면서 표면에 묻은 불순물을 깨끗하게 닦아주는 불순물 제거부재가 형성된 세척조와;

상부 양측에 형성된 분리 봉으로 여러 가닥으로 공급되는 연 철사가 엉키는 것을 방지하며, 건조히터에서 발생하는 열기로 연 철사의 표면에 묻은 습기를 제거하는 건조기와;

습기가 제거된 연철사를 용융히터의 상부에 구획 형성된 납액조와 아연액조 및 알루미늄액조속으로 통과시켜 도금한 다음 도금된 연 철사에 송풍기로 바람을 불어 건조하는 도금조 및;

아연 도금하여 건조된 연철사를 다수의 로울러로 형성된 교정장치로 교정하여 각각의 보빈에 권취하는 연철사 권취장치로 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명은 연철사 제조과정에서의 표면산화물을 염화암모늄과 질소가스로 고온가열한 다음 간접 냉각시켜 연철사를 제조함과 동시에 세척조와 건조기를 거치면서 불순물이 제거되어 표면이 매끄러운 연철사를 구획된 도금조로 아연 도금한 후 송풍기로 말려 보빈에 권취하는 일련의 공정이 연속적으로 이루어지도록 함으로써 고품질의 제품을 생산할 수 있다.

연 철사, 아연 도금, 가열튜브, 건조기, 송풍기, 불순물 제거부재, 보빈

Description

연 철사 아연도금장치{Zinc-plating device of wire}

도 1은 본 발명의 연 철사 아연도금장치 전체 구성도

도 2a는 본 발명을 구성하는 강 철사 공급장치의 정면도
도 2b는 본 발명을 구성하는 강 철사 공급장치의 평면도

도 3은 본 발명을 구성하는 냉각조 단면도

도 4는 본 발명을 구성하는 도금조의 단면도

도 5는 본 발명을 구성하는 연 철사 권취장치의 정면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 연 철사 아연도금장치 3 : 가열로

4 : 냉각조 5 : 세척조

6 : 건조기 7 : 도금조

8: 연 철사 권취장치 14 : 가열튜브

15 : 질소 공급관 19 : 세척 로울러

20. 20a : 불순물 제거부재 21. 21a. 21b : 분리봉

22 : 건조히터 23 : 용융히터

25 : 송풍기 29 : 교정장치

30 : 보빈

본 발명은 연철사 아연도금장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연철사 제조과정에서의 표면산화물을 염화암모늄과 질소가스로 고온가열한 다음 간접 냉각시켜 연철사를 제조함과 동시에 세척조와 건조기를 거치면서 불순물이 제거되어 표면이 매끄러운 연철사를 구획된 도금조로 아연 도금한 후 송풍기로 말려 보빈에 권취하는 일련의 공정이 연속적으로 이루어지도록 함으로써 고품질의 제품을 생산할 수 있도록 한 연철사 아연도금장치에 관한 것이다.

연 철사는 전력 케이블이나 고압 호스의 피복재 등으로 널리 사용되며, 상기 연 철사를 이용한 피복재는 편조기로 편조되기 때문에 연성을 가져야 한다.

상기 연 철사는 제철소에서 제조된 강 철사를 고온가열하여 서냉시킴으로써 제조하게 되며, 별도의 제조공정을 거쳐 산화를 방지하기 위하여 연철사 표면에 도금을 한다.

그러나 연 철사를 제조하기 위하여 고온가열하게 되면 표면이 산화되기 때문에 곧바로 도금을 할 수 없다. 즉 표면이 산화된 연철사를 도금하게 되면 표면산화물에 의하여 도금된 부분이 쉽게 벗겨지고 공기 중에 노출되면 2차 표면 산화의 주 된 요인이 되기 때문이다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 현장에서는 표면 산화된 연철사를 염산 또는 황산으로 세척하게 되는데, 이 경우 연 철사의 표면산화물과 이를 제거하기 위한 염산의 반응시간이 길기 때문에 생산효율이 떨어진다. 그리고 작업중에 염산이 인체에 묻게 되면 화상을 입게 되는 한편 염산에서 발생하는 심한 냄새를 작업자가 장기간 맡게 되면 인체에 해를 끼치게 되는 등 다수의 문제점이 있다.

염산을 이용하여 연 철사의 표면산화물을 제거하던 종래의 문제점을 극복하기 위한 시도가 있었으며, 그 대표적인 예로 실용신안등록출원 제1996-5680호 표면 산화를 없앤 연철선 제조장치가 있다.

상기 연철선 제조장치는 강선을 가열로의 내부에 형성된 안내 도관으로 통과시키면서 상기 안내 도관에 액화가스를 주입시켜 급속 냉각시킨 후 드럼에 권취하고, 다시 별도의 공정을 거쳐 도금을 한다고 기술되어 있다.

좀더 구체적으로 살펴보면, 600℃의 고온으로 가열되는 가열로에 형성된 안내 도관으로 강철선을 통과시키면서 상기 안내 도관에 액화가스를 주입시키면 상변화에 따른 급속한 냉각효과로 연 철선이 600℃ 전후로 냉각되며, 이를 다시 냉각으로 냉각한 후 보빈에 권취하거나 도금조에서 도금을 하는 구성입니다.

그러나 상기 연철선 제조장치는 현실적으로 실시 불가능하다.

즉, 가열로에 의하여 600℃로 고온 가열되고 있는 안내 도관에 액화가스를 주입한다고 하여 강철선이 급속하게 냉각될 수 없는 것이며, 가사 급속 냉각이 이루어진다고 가정하면 성질이 변화된 강철선은 쉽게 부러지게 되어 연 철선으로 사용할 수 없게 되는 것이다.

또한, 강철선을 연 철선으로 제조하는 과정에서 고온가열에 의한 표면 산화를 방지한다고 하나, 통상적으로 재고 확보를 위하여 제철소에서 제조된 강철선은 제조와 동시에 공기 중에 노출된 상태로 제철소 및 연철선 제조공장에 장기간 보관, 이동되기 때문에 이미 표면에 산화(부식)가 진행되어 있다.

따라서, 가열로에서 600℃의 고온으로 강철선을 가열하는 것만으로는 이미 진행된 강철선의 표면산화물(스케일)을 제거할 수 없으며, 이를 곧바로 도금조에서 도금하게 되면 도금불량으로 피복이 벗겨지는 한편 도금액이 묻은 연 철선을 보빈에 바로 감게 되면 서로 엉겨붙게 되는 등 많은 결점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제철소에서 제조되어 장기간 공기 중에 노출됨으로써 이미 산화가 진행되었거나 연 철선으로 고 온가열할 때 발생하는 표면 산화를 억제, 제거한 다음 일련의 연속공정으로 도금을 행하면서 건조함으로써 고품질의 연 철선을 효율적으로 생산할 수 있도록 하는데 주된 목적이 있다.

본 발명의 연철사 아연도금장치의 구성을 이하, 첨부 도면과 관련하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 강 철사로 제조된 후 공기 중에 노출됨으로써 진행된 표면산화물과 상기 강 철사를 고온으로 가열하여 연 철사로 제조하는 과정에서의 산화를 억제, 제거하여 도금함으로써 도금 후 피복이 벗겨지지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 연 철사의 표면산화물을 물로 세척한 다음 물기를 완전히 건조한 다음 도금을 함으로써 기포발생에 의한 불량을 방지하고, 연 철사의 도금 후 표면에 피복된 도금액을 곧바로 말려 보빈에 권취함으로써 서로 엉겨붙지 않도록 하여 고품질의 제품을 얻을 수 있으며, 생산성이 향상되도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 연철사 아연도금장치(1)는 생산성을 극대화하기 위하여 여러 가닥의 강 철사 각각 공급하여 고온가열한 다음 냉각시켜 연철사를 얻고, 이를 세척, 건조, 도금하여 교정한 다음 보빈(30)에 권취할 수 있도록 구성되어 있다.

본 발명은 연철사 아연도금장치(1)는 일련의 공정이 연속적으로 이루어지도록 도 1에 도시된 바와 같이 강 철사 공급장치(2)와 가열로(3) 및 냉각조(4), 세척조(5), 건조기(6), 도금조(7), 연철사 권취장치(8)가 구비된다.

상기 강 철사 공급장치(2)는 양측으로 세워진 수직기둥(31)의 상부에 사각형태의 프레임(32)이 고정된 강 철사 공급대(12)의 하부에 여러 개 놓이는 강 철사 풀림 틀(9)에서 인출된 각각의 강 철사를 상기 강 철사 공급대(12)의 상부 프레임(32)에 형성된 안내 링(10)과 안내 로울러(11) 및 또 다른 안내 로울러(10a)로 유도하여 상기 프레임(32)에 형성된 안내 링(10b)으로 각각 유도하여 가열로(3)의 내부에 형성된 여러 개의 가열 튜브(14)를 통과하도록 구성되어 있다.

상기 가열로(3)의 앞쪽에는 강 철사 공급장치(2)에서 공급되는 강 철사를 유도하도록 구멍이 뚫린 각 안내구(13)가 길게 형성되며, 상기 가열로(3)의 내부에는 강 철사를 연 철사로 제조하기 위하여 600℃의 고온으로 가열되는 가열 튜브(14)가 여러 개 구성된다.
상기 가열 튜브(14)의 내부에는 강 철사의 표면 산화물을 가열, 융해하기 위해 암모늄과 염화수소를 화합시켜서 만든 흰 고체인 염화암모늄이 들어 있으며, 가열로(3)와 냉각조(4) 사이에 구비된 질소공급관(15)과 배관된 분배기(16)를 통하여 상기 각 가열 튜브(14)에 액화가스인 질소를 공급함으로써 염화암모늄과 반응하여 환원 작용이 이루어지도록 한다.

상기 가열 튜브(14)는 가열로(3)의 한쪽에 구비된 냉각조(4)까지 연장되도록 길게 구성되며, 냉각조(4)의 바깥으로 돌출된 가열 튜브(14)의 끝을 불연소재질의 밀폐부재(17)로 막아 가열로(3)와 냉각조(4)사이에 형성되고 밸브로 개별, 제어할 수 있는 질소공급관(15)과 배관된 분배기(16)를 통하여 상기 가열 튜브(14)에 각각 공급되는 질소가 가열 튜브(14) 내에서 장시간 체류할 수 있도록 함으로써 염화암모늄과 반응하는 질소가 불필요하게 대기중에 빠져나가는 손실을 방지하면서 충분한 연소로 강 철사를 고온가열하게 되며, 고온가열된 강 철사는 가열 튜브(14)가 물속에 잠겨있는 냉각조(4)를 통과하면서 80℃ 전후로 냉각되어 휨 성이 우수한 연 철사로 제조된다.
상기 가열로(3)를 가동하여 염화암모늄이 들어있는 가열 튜브(14)를 600℃의 고온으로 가열하게 되면 상기 가열로(3) 내부의 가열 튜브(14)를 통과하는 강 철사의 표면 산화물에서 산소를 빼앗고 수소와 화합하여 산화철을 가열, 융해시키는 환원 작용에 의해 강 철사의 제조, 운반과정에서 생긴 표면 산화물을 제거한다. 물론 고온가열된 강 철사의 표면을 세척조(5)에서 세척하고 스펀지 등과 같은 불순물 제거부재(20)로 깨끗하게 닦아주는 후공정이 필요하다.
또한, 가열로(3) 내부에 위치한 가열 튜브(14)를 600℃의 고온으로 가열함과 동시에 상기 가열로(3)와 냉각조(4)사이에 구비된 질소공급관(15)과 배관된 분배기(16)를 통하여 가열 튜브(14) 내부에 질소를 공급하면 가열된 강 철사는 상기 분배기(16)를 통과하면서 질소인 액화가스가 기화된 기화가스와 접촉되므로 냉각되고, 기화된 가스는 가열 튜브(14)를 따라 밀폐부재(17)로 배출되면서 연속된다. 이때 액화가스인 질소는 분배기(16)를 통하여 가열 튜브(14) 내부로 계속 주입되고 기화가스는 배출되는 압력 차이에 의해 상기 가열 튜브(14) 내부로 공기가 유입되는 것을 차단하므로 고온 가열된 강 철사의 표면이 산화되는 것을 방지한다.

상기 냉각조(4)를 거치면서 제조된 연 철사는 세척조(5)의 상부 한쪽에 형성된 안내로울러(18)에 유도되어 세척수에 일부분이 잠긴 세척로울러(29)를 통과하면서 불순물이 1차 세척되면서 세척조(5)의 상부 다른 쪽에 형성되며, 스펀지 등으로 구성된 불순물 제거부재(20)에 밀착되어 이송되므로 연 철사의 표면에 묻은 불순물을 깨끗하게 닦아준다.

상기 세척조(5)에 의하여 표면의 불순물이 제거된 연 철사는 여러 가닥 공급, 이송되는 연 철사가 서로 엉키지 않도록 형성된 분리봉(21)사이를 통과하면서 건조기(6)의 상부 한쪽에 형성된 또 다른 불순물 제거부재(20a)에 밀착, 이송되면서 연철사 표면의 불순물을 제거함과 동시에 도금시 기포발생 등에 의한 불량을 방지하기 위하여 전기에 의하여 발열되는 건조히터(22)의 상부를 지나면서 연 철사에 묻은 습기를 완전하게 제거한 다음 분리봉(21a)와 안내로울러(21b)를 거쳐 도금조 (7)로 공급된다.

상기 건조기(6)를 거쳐 습기가 완전히 제거된 연 철사는 도금조(7)의 상부 한쪽에 형성된 분리 봉(21b)에 의해 엉킴이 방지된 상태에서 전기에 의하여 발열 되는 용융히터(23)의 상부에 구비된 납액조(24)와 아연액조(24a) 및 알루미늄액조(24b)를 순차적으로 통과하면서 도금이 되며, 공급되는 연 철사는 도금조(7)에 형성된 안내로울러(18c)(18d)와 안내구(27)에 의해 연철사 권취장치(8)로 이송된다.

상기 도금조(7)의 온도는 400℃ 전후이며, 공급되는 연 철사는 먼저 납액조(24)를 통과하여 표면에 납 액을 피복 함으로써 아연도금이 잘되게 하고, 납 액이 피복된 연 철사는 아연액조(24a)의 아연 액으로 도금하여 공기 중에 노출되었을 때 산화가 방지되도록 하는 한편 아연도금된 연 철사의 표면을 다시 알루미늄액조(24b)의 알루미늄 액으로 피복하여 광택이 나도록 한 다음 상기 도금조(7)의 한쪽에 형성된 송풍기(25)와 연결되고, 상부에 공기분사구멍이 여러 개 천공된 송풍 관(26)으로 공기를 도금된 연 철사에 불어 연 철사에 피복된 도금액이 빠른 시간 내에 굳게 함으로써 보빈(30)에 권취된 후 서로 엉겨붙지 않게 한다.

상기 도금조(7)를 통과하면서 표면에 아연도금이 되고 송풍기(25)의 송풍으로 건조된 연 철사는 연철사 권취장치(8)의 상부 선단에 형성된 안내로울러(28)를 거쳐 여러 개의 로울러로 형성된 교정장치(29)를 통과하면서 교정된 후 체인 또는 벨트로 연결되어 모터의 구동으로 회전하는 각각의 보빈(30)에 권취되는 것이다.

상술한 본 발명은 강 철사 공급장치에서 공급되는 강 철사를 고온으로 가열하는 가열로 및 고온 가열된 강 철사를 연 철사로 제조하기 위한 냉각조, 세척조, 건조기, 도금조, 연 철사 권취장치를 일련의 연속공정으로 이어지게 구성하되 강 철사로 제조된 후 공기 중에 노출됨으로써 진행된 강 철사의 표면산화물을 가열 튜브에 들어있는 염화암모늄으로 가열, 융해시켜 제거하고 고온으로 가열되어 가열로와 냉각조 사이를 통과하면서 분배기를 통하여 주입되는 질소인 액화가스와 상기 액화가스가 기화된 기화가스의 압력 차이로 가열 튜브의 내부에 공기가 유입되는 것을 차단하여 고온으로 가열된 강 철사의 산화를 방지한 다음 도금함으로써 연 철사의 품질을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 연 철사의 표면산화물을 물로 세척한 다음 물기를 완전히 건조한 다음 도금을 함으로써 기포발생에 의한 불량을 방지하고, 연 철사의 도금 후 표면에 피복된 도금액을 곧바로 말려 보빈에 권취함으로써 서로 엉겨붙지 않도록 하여 고품질의 제품을 생산하는 등 경제성이 크다.

Claims (1)

1. 강 철사를 고온가열하여 냉각시키고, 세척하여 표면에 도금처리한 후 보빈에 권취하는 연 철사 아연도금장치를 구성함에 있어서,

   양측으로 세워진 수직기둥(31)의 상부에 사각형태의 프레임(32)이 고정된 강 철사 공급대(12)의 하부에 여러 개 놓이는 강 철사 풀림 틀(9)에서 인출된 각각의 강 철사를 상기 강 철사 공급대(12)의 상부 프레임(32)에 형성된 안내 링(10)과 안내 로울러(11) 및 또 다른 안내 로울러(10a)로 유도하여 상기 프레임(32)에 형성된 안내 링(10b)으로 각각 유도하여 가열로(3)의 내부에 형성된 여러 개의 가열 튜브(14)를 통과하도록 구성된 강 철사 공급장치(2)와;

   상기 강 철사 공급장치(2)에서 공급되는 강 철사를 유도하도록 구멍이 뚫린 각 안내구(13)가 길게 형성되며, 강 철사를 연 철사로 제조하기 위하여 고온으로 가열되고 내부에 염화암모늄이 들어가는 가열 튜브(14)가 내부에 여러 개 구성된 가열로(3)와;

   상기 가열로(3)에 구성된 여러 개의 가열 튜브(14)가 길게 연장되면서 물속에 잠기도록 형성되고, 상기 가열 튜브(14)의 끝단 내부에는 불연소재질의 밀폐부재(17)가 삽입된 냉각조(4)와;

   상기 가열로(3)와 냉각조(4)사이를 통과하는 여러 개의 가열 튜브(14) 내부로 질소를 공급하기 위하여 분배기(16)와 배관된 질소공급관(15)과;

   연 철사의 표면에 묻은 불순물을 씻어주기 위하여 일부분이 세척수에 잠긴 세척 로울러(19)와 연 철사가 밀착되어 지나가면서 표면에 묻은 불순물을 깨끗하게 닦아주는 불순물 제거부재(20)가 형성된 세척조(5)와;

   상부 양측에 형성된 분리 봉(21)(21a)으로 여러 가닥으로 공급되는 연 철사가 서로 엉키는 것을 방지하며, 건조 히터(22)에서 발생하는 열기로 연 철사의 표면에 묻은 습기를 제거하는 건조기(6)와;

   습기가 제거된 연 철사를 용융 히터(23)의 상부에 구획 형성된 납액조(24)와 아연액조(24a) 및 알루미늄액조(24b) 속으로 통과시켜 도금한 다음 도금된 연 철사에 송풍기(25)로 바람을 불어 건조하는 도금조(7) 및;

   아연 도금하여 건조된 연 철사를 여러 개의 로울러로 형성된 교정장치(29)로 교정하여 각각의 보빈(30)에 권취하는 연 철사 권취장치(8)로 구성된 것을 특징으로 하는 연 철사 아연도금장치.

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