KR100586568B1 - 냉각코팅금속의 플러그를 이용한 용융도금코팅2 - Google Patents

냉각코팅금속의 플러그를 이용한 용융도금코팅2 Download PDF

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하워드 엘. 거버
조셉 더블류. 슬리와
제임스 제이. 디간
아나톨리 콜레스니첸코
윌리암 에이. 카터
필립 쥐. 마틴
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아이에스쥐 테크놀로지스, 인코포레이티드
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Abstract

용융도금코팅시스템이 욕의 상부면 아래에 배치된 스트립통과 개방부를 갖는 용기에 수용된 용융코팅금속의 욕으로 구성된다. 금속스트립이 스트립 통과개방부와 용융코팅금속의 욕을 통하여 연장된 진로를 따라 이동되어 스트립이 코팅된다. 응고된 코팅금속으로 된 플러그가 스트립통과 개방부의 하류측에서 스트립을 둘러싸며 이동하는 스트립에 대하여 고정적이다. 이 플러그는 스트립이 그 진로를 따라 이동할 수 있도록 하는 한편 스트립 통과개방부를 통하여 욕으로부터 용융코팅금속이 누출되는 것을 방지한다. 플러그를 형성하고 유지하도록 스트립 통과개방부의 하류측에서 코팅금속을 냉각시키고 플러그의 직하류측인 용융금속코팅욕의 부분을 가열 토록하는 수단들이 제공된다.

Description

냉각코팅금속의 플러그를 이용한 용융도금코팅
본 발명은 아연이나 알루미늄 또는 이들 각각의 합금과 같은 코팅금속으로 강철스트립과 같은 금속스트립을 용융도금코팅하는 것에 관한 것으로, 특히 용융코팅금속의 욕의 표면아래로 잠기는 하나 이상의 안내롤을 필요로 하지 않는 용융도금코팅처리에 관한 것이다.
강철스트립은 부식 또는 산화에 대한 강철스트립의 내성을 개선하기 위하여 아연이나 알루미늄과 같은 코팅금속으로 피복된다. 강철스트립을 코팅하는 한가지 방법으로서는 용융코팅금속의 욕내에 강철스트립을 침지하는 것이 있다. 통상적인 용융도금방법은 연속적이며 대개는 예비 처리단계로서 스트립이 코팅금속으로 피복되기전에 강철스트립을 전처리하는 것을 필요로 한다. 전처리는 강철스트립에 대한 코팅의 점착성을 개선하고, 전처리단계는 (a) 조절된 분위기에서의 예비가열과정이거나 (b) 스트립 표면이 무기용제로 상태조절되는 용제처리과정일 수 있다.
강철스트립이 조절된 분위기에서 예비가열 되었을때에 스트립이 상승된 온도에서 용융도금코팅욕으로 진입될 수 있으며, 이때의 상승된 온도는 아연 또는 아연합금으로 조성된 용융코팅욕의 경우 예를들어 용융코팅금 속의 욕과 동일한 온도일 수 있다 (예를들어, 450 ℃ ( 842°F)). 전처리단계가 용제처리과정일 때에 강철스트립은 예를들어 주위온도로부터 450 °F (232℃) 까지의 온도에서 용융코팅금속의 욕으로 진입될 수 있다.
전처리단계가 어떠하든간에, 통상적인 용융도금코팅과정은 강철스트립의 방향을 바꾸어주거나 그밖에 스트립이 용융도금코팅단계에 있을 때 이를 안내하기 위한 하나 이상의 침지형 안내롤을 포함하는 용융코팅금속의 욕내에서 코팅단계가 수행된다. 특히, 강철스트립은 통상적으로 상부로부터 용융코팅금속의 욕으로 진입하고 실질적으로 하향성분을 갖는 방향으로 이동하며, 강철스트립을 하측으로부터 상측으로 그 방향을 전환시켜주는 하나 이상의 침지형 안내롤을 돌아 통과한 다음 스트립이 상측방향으로 이동할 때 이 스트립이 용융코팅금속의 욕으로부터 회수된다.
용융코팅금속의 욕내에 잠기는 침지형 안내롤을 이용하는 경우 다수의 문제점이 있다. 이들 문제점이 미국특허출원 제 08/822,782 호 "용융도금코팅방법과 장치" 에 상세히 기술되어 있다.
용융도금코팅과정에서 침지형 안내롤의 이용을 배제하고자 하는 일부 시도가 있었다. 이들 시도한 바에 위하면, 강철스트립이 욕을 수용하고 있는 용기의 스트립통과개방부를 통하여 용융코팅금속으로 도입되고, 개방부가 욕의 표면아래에 배치되며, 스트립이 개방부를 통하여 안내되고 수직 또는 수평일 수 있는 직선경로를 따라 욕을 통하여 안내된다. 직선경로를 따라 욕을 통하여 스트립을 안내하므로서 스트립이 욕을 통하여 통과할 때 스트립의 방향을 전환시키는 침지형 안내롤의 필요성을 배제한다.
스트립통과개방부는 전형적으로 욕을 수용하고 있는 용기의 저면에 또는 욕의 표면아래에서 용기의 측벽에 배치되고, 스트립통과개방부를 통하여 욕의 용융금속이 누출되는 것을 방지하기 위한 수단이 채용된다.
일부수단으로서 개방부에서 기계적인 씨일을 이용하는 것이다. 이들 기계적인 씨일은 스트립이 개방부를 통하여 하측으로 이동될 때 스트립의 양면에 결합하여 씨일이 마모되거나 파손되게 하므로서 개방부를 통한 용융코팅금속의 누출원인이 되게 한다. 기계적인 씨일에 관련된 다른 문제점은 씨일의 위치와 하류측 위치사이에서 코팅금속욕의 커다란 열기울기, 욕의 응고, 스트립 코팅에 관련된 품질문제와, 스트립에서 코팅두께의 불균일성을 포함한다.
다른 수단으로서 스트립통과개방부에 인접하여 배치되고 개방부로부터 욕의 용융금속을 밀어올리는 전자력을 발생하는 전자장치(電磁裝置) 를 이용하는 것이 있다. 개방부에서 용융금속을 수용토록 전자장치를 이용할 때 마모의 문제는 없다 (마모는 기계적인 씨일 때문이다). 일부 전자장치는 욕의 용융금속의 대부분이 용융금속욕으로부터 누출되는 것을 방지한다 (봉쇄). 그러나, 그럼에도 불구하고 특히 개방부의 변부를 따라서 스트립통과개방부를 통하여 욕으로부터 용융금속의 누출 또는 점적누출이 어느정도 있게된다. 일부의 경우에 있어서, 이러한 봉쇄 (bulk containment) 는 거의 98 % 이상이나 대부분의 경우 이러한 누출시 큰 문제는 아니라 하더라도 문제거리가 아니라할 수 없다.
본 발명은 (1) 침지형 안내롤의 배제에 수반되는 모든 잇점을 제공하고, (2) 기계적인 씨일을 사용할 필요성을 배제하며, (3) 욕의 용융코팅금속의 봉쇄가 이루어지고 스트립통과개방부를 통한 용융코팅금속의 누출 또는 점적누출을 방지할 수 있는 용융도금코팅방법을 제공한다. 이는 욕으로부터 응고된 코팅금속으로 구성되는 욕플러그 (bath plug) 을 형성하므로서 달성된다. 플러그는 스트립통과개방부로부터 하류측으로 연장되고, 개방부의 직하류측 위치에서 스트립을 둘러싸고 있으며 스트립에 대하여 실질적으로 고정적인 것으로 되어 있다. 플러그는 개방부를 통하여 욕으로부터 용융금속의 누출을 방지하는 동시에 욕을 통하여 스트립이 이동할 수 있도록 한다.
적당한 방법은 플러그를 형성하고 이 플러그를 스트립이 코팅될 때에 유지하도록 스트립통과개방부의 직하류측에서 용기내의 금속을 냉각시키는 단계로 구성된다. 또한 이 방법은 플러그의 하류측 위치에서 용융금속욕을 가열하는 단계로 구성된다. 가열단계의 기능은 플러그의 크기(길이)을 조절하고 무엇보다도 비교적 적당히 욕온도를 유지하는 것이다.
본 발명에 이용된 용기는 (i) 스트립통과개방부로부터 하류측으로 연장된 비교적 좁은부분과 (ii) 좁은부분의 하류측에 배치된 비교적 넓은 부분을 갖는다. 플러그는 스트립통과개방부로부터 좁은 부분으로 연장되고, 가열단계가 플러그의 직하류측에서 수행된다.
제어장치가 냉각단계에 의하여 발생된 냉각효과를 제어하고 가열단계에 의하여 발생된 가열효과를 제어하여 가열단계에 의하여 욕내에 도입된 열량이 냉각단계에 의하여 욕으로부터 빠져나간 열량을 보상토록 사용된다. 냉각단계의 냉각효과와 가열단계의 가열효과는 중요한 욕의 온도를 비교적 안정되게 유지토록 평형을 이룬다. 또한 가열단계는 냉각단계의 냉각효과이외의 다른 요인에 위한 부수적인 열손실을 보상한다. 부수적인 열손실은 용융금속욕으로부터 욕이 수용된 용기의 벽과 대기측으로의 열손실도 포함된다. 용기가 내화물질로 구성될 때 부수적인 열손실은 적으므로 무시될 수 있다.
한 실시형태에서, 냉각단계는 냉각매체로서 스트립과 욕을 통한 스트립의 이동을 이용한다. 냉각효과는 스트립이 욕을 통하여 이용하는 속도와 스트립의 온도에 의하여 영향받는다. 요구된 냉각효과는 스트립이 스트립통과개방부로 진입할 때 코팅금속이 용융점이하의 온도를 갖는 스트립을 제공하므로서 수행된다. 냉각효과는 스트립이 스트립통과개방부로 진입할 때 스트립의 온도를 제어하는 동시에 스트립속도가 변화되지 않도록 유지하므로서 제어되는 것이 좋다.
다른 실시형태에서, 냉각단계는 냉각매체로서 스트립통과개방부의 직하류측에 배치된 냉각요소를 이용한다. 이 실시형태에서, 스트립은 용융코팅욕을 수용하는 용기의 상류측 연장선상에 있는 냉각요소의 통로를 통하여 이동하고, 욕측으로 개방된 스트립통로는 냉각요소의 통로의 상류측단부에 위치한다. 냉각요소에는 냉각유체가 순환되는 다수의 냉각채널이 구비되어 있다. 냉각유체는 냉각요소를 통하여 순환되고 냉각요소에 의하여 얻는 냉각효과를 냉각유체가 순환되는 냉각채널의 수를 조절하므로서 조절된다.
가열단계의 다수의 실시형태가 본 발명에서 채택된다. 한가지 이러한 실시형태는 플로그의 직하류측에서 코팅욕을 가로질러 연장되는 자계를 발생하는 전자석을 이용한다. 이 실시형태는 욕을 가열할뿐만 아니라 (a) 욕을 봉쇄하는데 도움이 되는 자기부상효과를 제공하고 (b) 욕을 유리하게 교란시킨다. 가열단계의 다른 실시형태는 플러그의 직하류측 위치에서 유도가열을 이용한다. 제 3 실시형태는 플러그의 직하류측 위치에서 열을 전도하는 저항가열요소를 이용한다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 한 실시형태에 용융도금코팅시스템(30)을 보이고 있다. 도 1 의 시스템(30)은 강철과 같은 연속금속스트립을 아연 또는 아연합금으로 된 코팅금속으로 코팅하는데 사용될 수 있게 된 것이다. 본 발명에 따른 용융도금코팅시스템의 다른 실시형태가 연속금속스트립을 알루미늄이나 알루미늄합금등과 같은 다른 코팅금속으로 코팅하는데 사용될 수 있다. 주석, 납 및 이들 각각의 합금이 본 발명의 다른 실시형태에 따른 용융도금코팅시스템에 적용되는 또 다른 코팅금속의 전형적인 예일 수 있다.
도 1 과 도 2 에서, 연속강철스트립(32)이 코일(33)로부터 풀리고 전처리장치(34)에서 전처리과정을 가지게 된다. 이 경우에 있어서, 전처리과정은 강철스트립(32)에 대한 아연의 용융도금코팅이 용이하게 이루어지도록 하는 플러그 즉, 용제를 스트립(32)에 도포하는 것을 포함한다. 이 전처리과정은 이후 상세히 설명된다. 전처리후에, 스트립(32)은 용융코팅금속, 이 경우에 있어서 아연의 욕(40)을 수용하는 용기(38)의 저면에 형성된 스트립통과개방부(43)를 통하여 연장된 경로를 따라 안내롤(36)(37)에 의하여 안내된다. 욕(40)은 상부면(41)을 가지며, 스트립통과개방부(43)가 욕(40)의 상부면(41)의 아래에 위치한다. 개방부(43)는 스트립(32)이 욕(40)으로 도입될 수 있도록하며, 스트립은 욕(40)을 통하여 연장된 경로를 따라서 이동한다. 욕(40)을 통한 스트립(32)의 이동으로 스트립(32)은 욕(40)이 조성된 코팅금속의 층으로 코팅되고, 코팅된 스트립(31)이 욕상부면(41)의 하류측에서 욕(40)으로부터 나온다.
용기(38)는 코팅된 금속스트립(31)이 욕(40)을 통과한 후에 상측으로 이동하는 개방상단부(42)를 갖는다. 용기(38)의 상부에는 예를들어 스트립(31)에 대하여 가열되거나 가열되지 않는 공기 또는 질소의 분사를 분출시켜 스트립(31)에서 코팅의 두께를 조절하는데 통상적으로 사용되는 형태인 한쌍의 소위 에어나이프(44)(44)(도 1)가 배치되어 있다. 에어나이프(44)(44)의 하류측에는 권취릴(39)이 배치되어 있으며 이 권취릴에는 코팅된 스트립(31)이 코일(35)로 재권취되고 이코일은 릴(39)로부터 분리될 수 있다.
용융도금코팅시스템(30)에서 중요한 부분은 욕(40)으로부터 응고된 코팅금속으로 구성되고 용기개방부(43)의 직하류측 위치에서 (도 2 과 도 6) 스트립(32)을 둘러싸고 있는 플러그(46)(도 2)이다. 플러그(46)는 스트립(32)과 용기(38)의 수직으로 배치된 좁은 목부분형태의 상류측 부분(58)사이의 공간을 채우고 있다. 플러그(46)는 실질적으로 이동하는 스트립(32)에 대하여 고정적이다. 플러그(46)는 개방부(43)를 통하여 욕(40)으로부터 용융금속이 누출되는 것을 방지하고 스트립(32)이 욕(40)을 통하여 이동하도록하는 구조를 구성한다. 욕(40)으로부터 용융금속의 누출을 방지하기 위하여 기계적인 게이트 또는 씨일의 형태인 부가적인 수단이 용융금속코팅과정의 초기에 사용된다. 이에 관하여서는 이후 상세히 설명될 것이다.
시스템(30)은 플러그(46)를 형성하고 스트립(32)이 코팅되는 과정에서 플러그를 유지하도록 개방부(43)의 하류측에서 용기(38)내의 금속을 냉각시키기 위한 수단을 포함한다. 또한 시스템(30)은 플러그(46)의 직하류측의 위치(47)에서 용융금속욕(40)을 가열하기 위한 수단을 포함한다. 가열단계의 목적이 이후 상세히 설명될 것이다.
도 2 에서 보인 실시형태에서, 용융금속욕이 플러그(46)의 직하류측인 위치(47)에서 욕(40)을 가로질러 연장되는 자계를 발생하기 위하여 시변전류(AC 또는 맥동 DC) 를 이용하는 전자석(50)에 의하여 욕의 위치(47)에서 가열된다. 자석(50)에 의하여 발생된 자계의 자속밀도는 자속(50)의 자극면(109)(109)사이의 갭(110)이 가장 좁기 때문에 이러한 욕의 위치(47)에서 최대이다. 또한 자계는 욕의 위치(47)의 상부 (즉, 그 하류측)위치에서 자극면(109)(109)사이의 갭을 통하여 연장되나 자속밀도는 이 위치에서 갭이 넓으므로 하류측위치에서는 낮다. 갭의 폭이 넓을수록 자속밀도가 감소한다. 또한 자계는 플러그(46)의 적어도 상측부를 가열하기 위하여 자석(50)의 저면부(49)의 하측(즉, 상류측)으로 연장된다.
도 2 에서 보인 가열수단에 부가하여, 시스템(30)의 위치(47)에서 용융금속욕을 가열하기 위하여 다른 실시형태의 수단이 제공된다. 이들 다른 실시형태는 도3 - 도 5 에서 보인 시스템에 관련하여 이후 상세히 설명될 것이다.
상기 언급된 바와같이, 도 1 에서 보인 바와같은 용융도금코팅시스템에서, 스트립은 용제가 스트립에 도포되는 전처리장치(34)에서 전처리된다. 이와같이 전처리될 때 스트립(32)은 용융금속코팅욕의 온도이하의 비교적 낮은 냉각온도에서 욕(40)에 진입된다. 이들 환경하에서, 플러그(46)의 하류측에 배열된 여러 가열수단을 이용하므로서 전체 또는 부분적으로 상쇄될 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 스트립(32)의 냉각효과에 의한 욕(40)의 열손실은 용제가 스트립에 도표된 후 스트립이 스트립통과개방부(43)로 진입하기 전에 스트립(32)을 가열하므로서 감소된다. 이때에 스트립(32)이 과열되지 않도록 주의하여야 한다. 그러나 스트립은 플러그(46)를 충분히 형성하여 유지할 수 있는 낮은 냉각온도이어야한다. 아울러, 스트립의 온도는 용제피복스트립이 욕(40)으로 진입할 때 용제가 수행하는 기능에 영향을 주어서는 아니된다.
특히, 용제의 기능은 스트립이 용융금속욕으로 진입할 때 강철스트립의 표면으로부터 철산화물을 제거하여 스트립의 표면이 청정하게 되도록 하므로서 코팅금속이 양호하게 점착될 수 있도록 하는 것이다. 이러한 세척작업에 관련된 메카니즘은 세척기능을 수행하는 화합물을 발생하기 위하여 용융코팅욕의 온도에서 용제의 해리이다. 용융코팅욕의 온도에서, 용제의 해리는 이동하는 스트립이 욕내에 머무는 비교적 짧은 시간내에 완료된다. 낮은온도에서 이러한 해리는 보다 긴 시간을 필요로 한다. 욕의 외부에서 해리가 일어날 때 용제는 전체 또는 부부분적으로 유용하지 않게 된다. 따라서, 스트립이 가열된 경우, 욕에 진입 하기 전에, 스트립의 냉각효과에 의한 욕의 열손실을 줄이기 위하여 스트립이 욕에 진입하기에 앞서 용제가 해리될 스트립온도는 피하여야한다. 주어진 용제에 대하여, 용제가 주어진 시간 (즉, 용제가 해리되기전의 시간) 에 안정되게 유지될 시간을 용제공급자로부터 얻을 수 있는 정보이다.
욕에 대한 열손실을 줄이기 위하여 스트립을 가열하는 것은 가열되지 않는 스트립(또는 덜 가열된 스트립)에 의한 열손실을 보상하기 위하여 욕을 가열하는 것보다 용이하다. 요약컨데, 비교적 높은 온도가(a) 플러그를 형성하고 유지하는데 요구된 냉각효과를 허용하고 (b) 스트립이 욕으로 진입하기 전의 시간중에 용제의 해리를 피할 수 있는 한 용제가 도표된 후에 스트립을 이러한 비교적 높은 온도로 가열하는 것이 바람직하다.
도 1 의 실시형태에 따라서, 스트립(32)이 용제의 도포에 관련된 전처리가 행하여질 때 스트립(32)의 온도를 조절하기 위하여 이용된 수단이 이후 상세히 설명될 것이다.
이미 언급된 바와같이, 냉각효과는 스트립(32)이 욕(40)을 통하여 이동하는 속도에 의하여 영향을 받을 수 있다. 주어진 스트립속도에서 스트립속도를 증가시키면 그 냉각효과가 증가하고 스트립속도를 감소시키면 그 냉가효과가 감소한다. 스트립(32)의 속도를 제어하기 위한 기구가 도 1a 를 참조하여 설명될 것이다.
스트립(32)은 전처리장치(34)와 용기(38)사이에 배치된 브라이들(67)에 의하여 코일(33)로부터 풀린다. 코일(33)은 풀어주는 릴(68)에 착설되며 이 릴은 브레이크에 결합되거나 이러한 것을 위한 드라이브 또는 브레이크로서 작용하는 구동모우터에 결합된다. 브라이들(67)은 모우터(68)에 의하여 회전되고, 그 속도는 속도제어장치(69)에 의하여 제어된다. 브라이들(67)은 스트립(32)에 텐션을 가한다. 스트립(32)의 속도는 브라이들(67), 모우터(68) 및 속도 제어장치(69)에 의하여 제어된다. 용기(38)의 하류측에는 소위 댄서롤 (dancer roll)(71)과 모우터(73)에 의하여 회전되며 그 속도가 속도제어장치(74)에 의하여 조절되는 제 2 브라이들(72)이 배치된다. 낸서롤(71)과 제 2 브라이들(72)은 용기(38)의 하류측에서 스트립(32)의 텐션을 유지하도록 협동한다.
이미 언급된 바와같이, 코팅된 스트립으로 구성된 코일(35)은 권취릴(39)상에 회전가능하게 착설된다. 릴(39)는 모우터(75)에 의하여 구동되며, 모우터(75)와 릴(39)을 스트립(32)의 매체를 통하여 제 2 브라이들(72)에 대하여 당긴다. 댄서롤(71)은 상부로부터 스트립(32)에 얹히고 스트립에 포켓은 형성하도록 하중을 가한다. 댄서롤(71)의 수직위치가 감지되고 용기(38)의 하류측에서 스트립(32)의 적당한 장력을 유지하기 위하여 제 2 브라이들(72)의 속도를 제어하는데 이용된다. 스트립(32)의 속도와 장력을 제어하기 위한 상기 언급된 장치는 공지된 것으로 연속용융도금코팅시스템 (또는 다른 연속스트립처리시스템)의 기술분야의 전문가에게는 잘 열려진 것이다.
상기 언급된 바와같이, 스트립(32)의 속도는 브라이들(67)과 모우터(68)의 속도에 의하여 결정되고 이들 속도는 속도제어장치(67)에 의하여 제어된다. 장치(67)는 예를들어 위치(47)(도 2)에서 욕(40)내에서 감지된 온도에 응답하여, 또는 (a) 욕 (40) 내에서 감지된 온도와 (b) 스트립이 스트립통과공(43)을 통하여 용기(38)내로 진입할 때 스트립(32)의 온도의 조합에 응답하여 수동 또는 자동으로 작동될 수 있다. 적절한 온도가 욕내의 위치(47)(또는 욕 40 내의 다른 위치)에서 온도를 측정하고 예를들어 용기(38)의 스트립통과개방부(43)의 하측에서 스트립(32)의 온도를 측정하기 위한 통상적인 온도감지장치에 의하여 감지될 수 있다.
비록 스트립(32)의 속도를 조절하므로서 스트립에 의하여 얻는 냉각효과를 변화시킬 수 있으나, 스트립속도의 변화는 바람직하지 않는 역효과를 가질 수 있다. 이들 역효과로서는 스트립(32)이 욕(40)의 상류측에서 일정치 않은 열처리를 받게되고 (도 3 의 시스템이 이용될 때) 스트립의 길이를 따라 코팅무게가 일정치 않게 되는 것을 포함한다. 스트립(32)의 냉각효과는 제어하기 위한 우선적인 방법은 스트립냉각효과 이외의 이유로 요구된 스트립속도를 선택하고 스트립(32)의 속도를 일정하게 유지하는 동안에 스트립의 온도를 조절하므로서 냉각효과를 조절하는 것이 있다. 스트립온도는 통상적인 스트립가열과/또는 냉각장치를 이용하여 용기(38)의 상류측에서 조절된다.
이미 언급된 바와같이, 욕 위치(47)은 플러그(46)의 직하류측의 위치이며, 여기에서 전자석(50)에 의하여 또는 이후 상세히 설명되는 다른 가열수단에 의하여 가열효과를 얻는다. 본 발명에 따라서, 욕 위치(47)에서 얻는 가열효과는 가열단계에 의하여 욕내에 도입된 열량이 지금 설명되고 있는 특정실시형태에서 스트립속도가 일정하게 유지되는 동안에 스트립(32)의 온도를 제어하여 제어되는 냉각단계에 의하여 욕으로부터 빼앗기는 열량을 보상하도록 제어된다. 필요한 범위까지 가열단계는 또한 욕으로부터의 부수적인 열손실을 보상한다. 본 발명의 모든 실시형태에서, 부수적인 열손실은 냉각효과에 의하여 욕으로부터 빼앗기는 열량에 비하여 비교적 미약하다 (무시할 정도가 아닌 경우).
냉각단계의 냉각효과와 가열단계의 가열효과는 욕(40)의 온도를 비교적 안정되게 유지하도록 평형을 이룬다. 용융금속코팅욕이 아연으로 구성되었을 때, 욕의 온도는 420 ℃ (788°F) 이상 약 500 ℃ (932°F) 까지의 온도, 예를들어 435 - 470 ℃ (815 - 878°F) 의 온도를 유지하는 것이 좋다. 상기 언급된 범위내의 온도와 같이 비교적 안정된 온도를 욕을 유지하므로서 (욕이 아연일 때), 플러그(46)를 고체상태로 유지할 수 있고 플러그의 크기를 제어하여 플러그가 이상성장하는 것을 방지할 수 있다. 이에 관하여서는 이후에 상세히 설명될 것이다.
플러그(46)의 직하류측인 욕의 위치(47)에서 얻는 가열효과는 여기에서 전자석(50)에 의하여 발생된 자계의 강도를 조절하므로서 제어될 수 있다. 그리고 자계의 강도는 전자석(50)에 결합되어 있는 코일을 통하여 흐르는 전류를 조절하므로서 제어될 수 있다. 이들 코일은 전자석(50)의 상세한 설명에 연관되어 이후보다 상세히 설명될 것이다.
도 1 - 도 2 의 실시형태에서, 욕(40)은 소량의 알루미늄(예를들어 0.2 %)을 포함하는 아연으로 구성되는 합금으로 조성될 수 있다. 이러한 합금으로 조성된 욕의 융점은 420 ℃ (788 °F) 보다 약간 낮다. 플러그(46)은 욕(40)의 융점보다는 낮고 스트립(32)이 스트립통과 개방부(43)를 통하여 용기(38)내로 진입하는 온도(예를들어, 40 ℃(104°F))보다는 높은 온도를 갖는다. 플러그(46)은 스트립통과개방부(43)를 통하여 용기(38)로부터 용융코팅금속이 누출되는 것을 방지한다. 도 1 - 도 2 의 실시형태에서, 스트립(32)이 약(120℃ (248°F)) 또는 그 이상의 온도에서 스트립통과개방부(43)측으로 진입하는 경우, 이는 플러그가 욕(40)으로부터의 누출을 방지하는 상태로 플러그(46)를 유지하기 어렵게 할 것이다.
그밖에 지시되지 않는 경우라면, 본문에 언급된 욕과 스트립의 온도는 비합금아연 또는 상기 문단에서 언급된 아연합금으로 조성된 욕(40)에 관계가 있다.
플러그(46)는 스트립(32)이 이 플러그를 통과할 때에 이 스트립(32)과 마찰하며, 플러그(46)에 의하여 일어나는 저항 또는 마찰은 플러그(46)의 길이를 감소시키므로서(즉, 도 2 에서 플러그 46 의 수직크기를 감소시키므로서)감소될 수 있다.
플러그의 길이는 플러그의 하류측단부에 가까운 위치에서 플러그의 온도를 측정하므로서 결정될 수 있다. 어느 주어진 하류측 플러그 위치에서 플러그의 온도가 낮으면 낮을수록 플러그는 길어진다. 이에 관하여서는 이후보다 상세히 설명될 것이다.
플러그의 길이와 이 플러그에 의하여 가하여지는 저항 또는 마찰은 스트립(32)의 효과를 감소시키거나 스트립이 스트립통과개방부(43)로 진입할 때 스트립(32)의 온도를 높이는 것을 요구하거나 이들 두 조건의 조합을 요구하는 스트립(32)에 의한 냉각효과를 감소시키므로서 감소될 수 있다. 또한 플러그(46)의 길이는 전자석(50)을 작동시키도록 사용된 전류를 증가시키므로서 증가되는 욕 위치(47)에서 전자석(50)에 의하여 얻는 가열효과를 증가시키므로서 감소될 수 있다. 플러그(46)의 길이를 감소시키거나 그 길이를 증가시키기 위한 (a) 스트립속도, (b) 스트립온도 및 (c) 전자석(50)에 의하여 얻는 가열효과의 적당한 조합은 경험적으로 결정될 수 있다. 스트립속도는 일정하게 유지되는 것이 좋으며 상기 조건(b) 또는 (c) 또는 이들 모두에 대하여 조절이 이루어지는 것이 좋다.
이제 도 2 와 도 8 - 도 12 를 참조하여 용기(38)에 대한 것이 보다 상세히 설명될 것이다.
도 2 에서 보인 바와같이, 용기(38)는 스트립(32)의 평면에 대하여 수직인 수직평면을 따라 패널형의 수직단면을 갖는 형태이다.
도 2 에서 보인 바와같이, 용기(38)는 (i) 개방부(43)로부터 하류측으로 연장된 비교적 좁은부분(58)과 (ii) 이러한 좁은부분의 하류측에 위치하는 비교적 넓은부분(59)을 갖는다. 플러그(46)가 개방부(43)로부터 좁은부분(58)측으로 연장된다.
도 8 - 도 12 에서, 용기(38)는 수직플랜지(53)(53)를 따라 양단에서 함께 연결되는 두 용기반부분(52)(52)으로 구성된다. 두 용기반부분이 결합되었을 때, 이들은 개방상단부(42)와 용기의 저면에 위치하는 스로트형 스트립 통과개방부(43)를 갖는 기다란 홈통형의 용기(38)를 형성한다 (도 9).
용기(38)는 한쌍의 종방향 측벽(55)(55)과, 이들 측벽(55)(55)의 단부사이에 각각 연장된 한쌍의 단부벽(56)(56)을 갖는다. 측벽(55)(55)은 도 2 와 도 11 - 도 12 에서 보인 펀넬형 수직단면을 형성한다. 용기(38)와 그 펀넬형 단면은 상기 언급된 비교적 좁은 하측부분(58)과 비교적 넓은 상측부분(59)을 포함한다. 중간용기부분(60)은 넓은 상측부분(59)과 좁은 하측부분(58)사이에 배치되고 넓은 상측부분(59)으로부터 좁은 하측부분(58)을 향하여 상류측방향으로 좁아지는 한쌍의 측벽부(61)(61)로 구성된다.
용기(38)의 재료는 비자성체 스텐레스 스틸과 내화물질이다.
용기(38)의 내부를 보인 도 10 에서, 스트립통과개방부(43)는 한쌍의 측부(63)(63)(도 10 에서는 그 하나만을 보임)와 한쌍의 단부(64)(64)로 형성된다.
다시 전처리장치(34)(도 1) 로 돌아가서, 이 장치는 스트립을 아연으로 용융도금코팅하기전에 연속강철스트립(32)에 용제를 도포할수 있도록 통상적으로 사용되는 형태이다. 특히 이 장치(34)는 차례로 알카리세척단(85), 수세단(86), 산세척단(87), 수세단(88)과, 용제가 도포되는 용제도포단(89)으로 구성되고, 이후에 스트립은 예를들어 유도가열 강제열풍가열을 이용하는 건조단(90)을 통과한다. 스트립은 각각 상하측 안내로울러(91)(92)에 의하여 장치(34)를 통하여 안내된다.
건조단(90)의 가열은 스트립의 용제를 건조시키고 선택적으로 스트립을 가온시키는데 이용된다. 건조단(90)에서의 가열은 한 일련의 예로서 스트립(32)이 용기(38)의 스트립통과개방부(43)로 진입할 때 이 스트립의 온도가 욕(40)의 용융코팅금속의 융점이하가 되게 제어된다. 한 예에 있어서, 스트립(32)은 약 100°F (38℃) 의 온도에서 스트립통과개방부(43)진입하게 되어 있으나 이러한 온도는 더 높을 수도 있다. 이미 언급된 바와같이, 도 1 - 도 2 에서 보인 실시형태에서, 스트립(32)은 플러그(46)가 개방부(43)를 통하여 욕(40)으로부터 용융코팅금속의 누출을 방지할 수 있는 상태로 플러그(46)를 유지하기 위하여 약 120℃ (248°F) 이하의 온도로 유지되어야한다. 약 120℃ 이하의 스트립온도를 이용할 때에, 도 1 의 코팅방법을 이용시 강철스트립을 아연으로 코팅하기 위하여 통상적으로 이용된 용제의 해리문제점은 없다.
필요한 경우 통상적인 냉각수단을 이용하는 냉각단이 스트립통과개방부(43)의 상류측과 장치(34)의 하류측에 배치되어 스트립이 요구된 냉각효과를 얻기 위하여 충분히 낮은 온도에서 개방부(43)로 진입할 수 있도록 할 수 있다. 한 실시형태에서, 스트립통과개방부(43)의 상류측에서 시스템(30)에 가열단과 냉각단이 결합되어 필요한 경우 스트립(32)이 요구된 온도에서 스트립통과개방부(43)로 진입토록한다. 가열단은 전처리장치(34)의 건조단(90)에서 발생된 열을 이용하고, 필요한 경우 건조단(90)의 하류측에서 보충가열단(예를들어, 유도가열기)을 이용할 수 있다.
이제 전자석(50)이 도 2 와 도 13 - 도 16 을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
전자석(50)은 자기물질로 된 사각외측부재(100)로 구성되며, 이는 각각한쌍의 대향단부를 갖는 한쌍의 대향된 종방향 측벽(101)(101)과, 측벽(101)(101)의 단부사이에 연장된 한쌍의 단부벽(102)(102)으로 구성된다. 측벽(101)(101)과 단부벽(102)(102)은 각각 상측 및 하측 단부(105)(106)를 갖는 수직배치된 내부공간(104)을 형성한다.
전자석(50)은 각각 자기물질로 구성되고 수직배치 내부공간(104)내에서 외측부재(100)의 각 측벽(101)에 착설된 한쌍의 자극부재(108)(108)로 구성된다. 각 자극부재(108)는 타측자극부재를 향하여 공간(104)내에 내측으로 연장되고 타측자극부재(108)의 자극면(109)에 대향된 자극면(109)까지 연장된다(도 2 와 도 16). 자극면(109)(109)는 이들 사이에 갭(110)을 형성하며 이에 용기(38)가 수용된다. 도 14 에서 보인 바와같이, 각 자극부재(108)에는 전류를 전도하기 위한 코일(112)이 감겨있다. 본 발명에 따라서, 이러한 코일(112)로 둘러싸인 자극부재(108)내에 자계를 발생토록 각 코일(112)을 통하여 시변전류가 흐른다.
자극부재(108)(108)와 외측부재(100)는 상기 문단에서 언급된 자계를 위한 경로(116)를 제공한다. 이러한 경로(116)가 도 16 에서 점선의 화살표로 도시되어 있다. 특히 자계는 일측 자극부재(108)의 자극면(109)으로부터 갭(110)을 통하여 타측자극부재(108)의 자극면(109)으로 연장된다. 그리고 자계는 타측자극부재(108)를 통하여 연장되고 타측방향으로 타측자극부재(108)가 착설된 종방향 측벽(101)을 통하여 연장되며, 외측부재(100)의 양측단부벽(102)(102)을 지나 일측 자극부재(108)가 착설된 종방향 측벽(101)을 통하여 연장되고 일측자극부재(108)을 통하여 상기 자극부재 자극면(109)으로 다시 연장된다.
도 13 과 도 16 에서 보인 바와같이, 전자석(50)은 각각 "E"자형 수평단면을 갖는 두 개의 자석반부분(114)(114)으로 구성된다.
도 2 에서, 자극부재(108)의 각 자극면(109)은 용기(38)의 인접한 측벽부(61)의 오목형 윤곽을 따르는 볼록형 윤곽을 갖는다. 상호대향된 자극면(109)(109)사이의 거리(갭 110)은 플러그(46)의 직하류측이고 욕(40)의 위치(47)에 일치하는 용기의 좁은 부분(58)의 부분에서 최소이다. 자극면 갭(110)은 이 위치에서 최소이므로 자계강도(자속밀도)는 플러그(46)의 하류측의 다른 욕내의 위치에 비하여 최대이다. 따라서 코일(112)(112)을 통하여 흐르는 주어진 전류에서, 전자석(50)에 의하여 욕(40)에 대해 가하여진 자력은 용융금속욕(40)의 다른 위치보다 위치(47)(플러그 46의 직하류측)에서 더 높다.
욕 위치(47)에서 발생된 수평자계는 비교적 높은 자속밀도를 갖는다. 자속은 욕(40)내의 루우프형 경로(117)를 따라 이동하는 와전류를 유도한다(도 10). 와전류의 경로는 욕 위치(47)에서 용기(38)의 종방향으로 수평하게 연장된 부분(118)(도 10)을 포함한다. 여기에서 와전류의 방향은 여기에서의 자속방향에 대하여 90°를 이룬다. 따라서, 자속과 와전류는 수평평면에서 교차하여 도 2 와 도 10 에서 보인 바와같이 자력이 상측방향으로 향하도록 한다. 이들 힘은 플러그(46)의 직하류측에 배치된 욕(40)의 부분 (위치 47)을 플러그(46)개방부(43)로부터 상측방향으로, 도 2 에서 보인 바와같이 하류측으로 밀어올린다.
또한 상기 언급된 바와같이 욕(40)(도 10)에서 상측으로 향하는 자력을 발생하는 자속과 와전류는 플러그(46)의 상측부를 가로질러 유동하고 이로써 바람직하지 않게 플러그를 침식시키는 부분을 갖는 교란류의 형태로 욕(40)내에서 교란이 일어나도록 한다. 특히 도 28 과 도 29 에서, 이들 도면은 전자석(50)이 작동하는 자력과 이것이 욕(40)내에서 발생하는 자속에 따라서 욕(40)내에서 일어날 수 있는 두 개의 상이한 형태의 교관류를 보이고 있다. 비교적 낮은 자력과 자속에서, 욕(40) 내에서의 교란은 도 29 에서 부호 66 으로 보인 바와같이 교란류로서 명백히 나타난다. 비교적 높은 자력과 자속에서, 욕(40)내의 교란을 도 2 8 에서 부호 65 로 보인 바와같이 미약한 전류유동형식으로 나타난다. 더 높은 자력과 자속에서 (예를들어 한 실시형태에서 최대자력의 75 % 이상에서), 욕(40)내의 교란은 교란류(도 29 의 부호 66)로 나타난다.
교란이 일어날때(도 29), 플러그(46)의 침식은 비교적 작으나 전후유동현상이 일어날때(도 28), 플러그(46)의 침식은 증가한다. 만약 교란이 비교적 낮은 자력과 자속에서의 작동에 의하여 발생되는 경우 플러그(46)의 침식은 감소되나, 그 결과의 자계는 낮아서 플러그(46)의 직하류측인 위치(47)에서 용융금속욕의 일부에 요구된 유동을 제공치 못하는 바, 이는 바람직한 것은 아니다. 따라서, 플러그(46)의 침식을 제어하기 위한 우선적인 방법은 도 28 에서 보인 전휴유동작용을 발생하고 도 29 에서 보인 교란작용을 발생하는 자력과 자속에서 작동시키는 것이다. 아울러, 자력과 자속이 높으면 높을수록 자속과 와전류의 상호작용에 의하여 욕위치(47)에서 발생되는 부상효과가 커진다.
일반적으로 자력(그리고 자석)은 자석을 작동시키도록 사용된 시변전류의 암페어를 조절하므로서 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 자기부상효과는 욕 위치(47)에서 욕(40)에 대하여 상향력을 발생하여 플러그(46)상에서 욕(40)의 하향입력을 경감시켜주면서 욕(40)과 플러그(46)의 상부는 그대로 접촉되게 한다. 용기(38)가 스텐레스 스틸로 구성되는 경우 위치(47)에 있는 용융코팅금속은 위치(47)에서 용기(38)의 벽에 냉각효과를 가지므로서 자력에 의하여 발생된 상당량의 열을 흡수한다. 용융코팅금속이 없는 경우 자석(50)에 의하여 발생된 열은 스텐레스스틸의 벽을 가열시켜 구멍을 낼 것이다.
위치(47)에서 용융금속욕의 일부에 가하여진 자기부상력(상향력)은 용융금속욕을 봉쇄하는 요인이다. 플러그(46)가 없는 경우 상기 언급된 자기부상력은 자석의 효과를 증강시키는 다른 수단이 자석에 결합될 때 약 98 % 이상의 욕(40)을 봉쇄할 것이다. 상기 언급된 형태의 자기부상에 의한 봉쇄는 욕(40)으로부터 대부분의 용융코팅금속이 스트립통과개방부(43)를 통하여 누출되는 것을 방지하나 개방부(43)의 측벽(63)(63)과 단부(64)(64)를 따라 하측으로 누출 또는 점적누출되는 것을 방지할 수 없다(도 10 ). 그러나 이러한 기능이 플러그(46)에 의하여 수행된다.
도 14 에서, 자극부재(108)의 코일(11)은 전자석(50)에 의하여 발생되는 자계의 강도를 제어할 수 있도록 코일(112)에 인가되는 시변전류의 아페어를 변화시키기 위한 장치(113)에 연결된다.
코일(112)은 각각 자극부재(108)의 둘레로 연장되고 구리와 같은 적당한 전도성 물질로 구성되는 다수의 코일권선(115)으로 구성된다. 코일권선(115)은 통상적인 전기절연물질(도시하지 않았음)을 이용하여 서로 그리고 자극부재(108)로부터 절연된다. 도 14 에서 보인 실시형태에서, 코일(112)은 단일와이어를 구성된 것으로 도시되어 있다. 다른 실시형태에서 코일은 예를들어 냉각유체가 순환될 수 있는 구리관으로 구성될 수 있다.
전자석(50)은 페라이트 또는 전기강의 라미네이션과 같은 통상적인 자기물질로 구성된다.
도 3 - 도 5 에서, 도 3 의 부호 130 은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 구성된 용융도금코팅시스템을 보인 것이다. 이 시스템(130)의 상류측(도 3 에서 좌측)에는 코팅되지 않은 스트립(32)을 전처리하기 위한 장치의 하류측부분(134)이 배치된다. 도 3 의 실시형태에서 스트립(32)이 전처리되는 것은 스트립이 하류측 장치부분(134)에서 환원분위기(예를들어, 수소)하에 놓인다. 이러한 환원분위기는 도 3 에서 보인바와 같이 장치부분(134)으로부터 용유도금코팅시스템(130)까지 연장된 외갑체(135)에 의하여 장치부분(134)과 용융도금코팅시스템(130)사이에서 유지된다. 외갑체(135)내에는 스트립(32)을 전처리장치부분(134)과 용융도금코팅시스템(130)으로 안내하기 위한 안내로울러(36)(37)가 배치되어 있다.
장치부분(134)와 그 상류측에서 스트립(32)이 처리되는 전처리과정은 용융도금코팅분야의 전문가에게 잘 알려진 공지의 처리과정이며 스트립이 용융도금코팅욕으로 진입되기전에 용제를 스트립(32)에 도포하는 것 대신에 이용된다.
도 4 - 도 5 에서, 용융도금코팅시스템(130)은 저면의 상류측개방부(149)을 갖는 용기(138)로 구성된다. 저면개방부(149)에 용기(138)의 직상류측에는 용기(138)의 상류측 연장부로 구성되는 냉각부재(139)가 배치된다. 냉각부재(139)는 시스템(30)(도 2)의 용기(38)에 형성된 스트립통과개방부(43)에 일치하는 하측의 상류측 스트립통과개방부(43)를 수용한다. 스트립통과개방부(143)으로부터 하류측으로 시스템(30)(도 2)에서 용기(38)의 좁은부분(58)에 해당하는 스트립통로(148)(도 4 에서 부분적으로 절개하여 보임)가 연장되어 있다. 이 통로(148)는 용기(138)의 저면개방부(149)와 연통하는 하류측 단부를 갖는다.
시스템(130)에서, 냉각단계는 스트립통로(148)(도 5)에서 스트립(32)을 둘러싸는 플러그(146)를 형성하도록 냉각부재(139)에 의하여 수행된다. 플러그(146)는 스트립통로(148)의 하류측 스트립통과개방부(143)로부터 용기(138)의 저면개방부(149)를 향하여 연장된다. 플러그(146)은 스트립(32)에 의하여 점유되지 않은 통로(148)의 공간을 채우며, 플러그(146)은 이동하는 스트립(32)에 대하여 고정적이다.
냉각부재(136)는 코팅된 스트립(31)을 얻도록 스트립(32)이 용융금속욕(40)에서 코팅되는 동안에 플러그(146)를 형성하여 유지한다. 플러그(146)는 스트립통과개방부(143)를 통하여 욕(40)으로부터 용융코팅금속이 누출되는 것을 방지한다. 기계적인 게이트 또는 씨일의 형태인 부가적인 수단이 욕(40)으로부터 용융금 속의 누출을 방지하도록 용융도금코팅과정의 초기에 사용된다. 이에 관하여서는 이후 상세히 설명될 것이다.
냉각부재(139)가 도 4 에서 보인 바와같은 구성에 의하여 용기(138)의 저면에 착설된다. 용기(138)에는 한쌍의 자극부재(208)(208)를 갖는 전자석(150)이 결합되며 각 자극부재는 그 하측부에 냉각부재(139)의 단부로부터 외측으로 연장된 핀(142의 주연방향 슬로트(133)내에 결합된 "U"자형의 나선연결구(141)를 갖는 브라킷트(140)가 착설된다.
용기(138)은 넓은 상측부(159)와 용기(138)의 저면에서 끝나는 좁아지는 측벽(161)(161)을 갖는 하측부(160)로 구성된다. 시스템(30)(도 1 - 도 2)의 용기(38)와는 다르게 용기(138)는 용기(38)(도 2)의 좁은부분(58)에 해당하는 좁지않은 목부분형태의 최하측부를 갖는다. 이미 언급된 바와 같이, 냉각부재(139)의 통로(148)는 용기(38)의 좁은부분(58)을 대신한다.
시스템(130)의 장치와 시스템(30)의 장치사이의 다른 차잇점은 다음과 같다. 시스템(130)에서 전자석(150)의 각 자극부재(208)는 냉각부재(139)를 수용토록 그 저면부를 따라 부호162 의 위치에서 절취되어 있다 (도 4 와 도 15). 이 점에 관하여, 전자석(150)(도 4 와 도 15)의 자극부재(208)의 절결된 저면부(162)와 전자석(50)(도 2 와 도 14)의 자극부재(108)의 평면형 저면부(49)를 비교하기 바란다.
시스템(130)을 채용한 실시형태에서, 스트립(32)은 용융금속코팅욕(40)의 온도(예를들어 435°-470℃(815 - 878°F))와 일치하는 온도에서 스트립통과개방부(143)(도 5)로 진입한다. 전형적으로 스트립(32)은 약 450℃(842°F)의 온도에서 스트립통과개방부(143)로 진입한다. 도 1 - 도 2 의 시스템(30)에서, 냉각효과는 용융금속코팅욕(40)의 온도보다 낮은 온도에서 스트립통과개방부(43)로 진입하는 스트립(32)에 의하여 얻었다. 그러나, 시스템(130)에서는 스트립(32)이 용융금속코팅욕과 동일한 온도에서 스트립통과개방부(143)로 진입한다. 따라서 스트립(32)은 시스템(130)에서 냉각기능을 수행하지 아니한다. 따라서 이러한 기능을 수행토록 냉각부재(139)가 사용된다.
상기 문단에서는 스트립(32)이 수소환원분위기를 이용한 상류측의 전처리장치에서 가열된 것으로 가정되고, 스트립은 전처리후 충분한 냉각단계를 거지치 않은 것이다. 스트립(32)이 수소환원분위기를 이용하여 전처리되는 본 발명의 다른 실시형태에서, 스트립(32)은 용기(138)의 상류측에서 비교적 높은온도 또는 욕(40)의 온도나 그 이상의 온도로부터 욕온도보다 비교적 낮은 온도(예를들어 120℃(248°F)보다 낮은 온도)로 냉각된다. 낮은온도에서, 스트립(32)은 냉각매체(도 2 의 실시형태에서 스트립과 마찬가지로)로서 작용할 수 있으며 냉각부재(139)가 사용될 필요른 없다.
다음의 설명은 냉각기능을 수행토록 냉각부재(139)를 이용하는 본 발명의 실시형태에 관한 것이다.
냉각부재(139)가 냉각기능을 수행하는 방법과, 냉각부재(139)의 구성들이 도 4, 도 5 및 도 17 에서 설명될 것이다.
냉각부재(139)는 비교적양호한 열전도체이고 용융금속코팅욕(40)의 온도보다 높은 융점을 갖는 비자성체 스텐레스스틸과 같은 물질로 되어있는 두 개의 냉각부재반부분(144)(144)으로 구성된다. 또한 냉각부재는 냉각기능을 수행토록 충분한 열전도성을 갖는 세라믹물질로 구성될 수도 있다.
조립되었을 때, 각 냉각부재반부분(144)은 서로 대칭이 된다. 냉각부재반부분(144)(144)은 내화물질로 구성되고 냉각부재(139)의 대향단부에 배치된 단부스페이서(145)(145)(도 17)에 의하여 서로 간격을 두고 유지된다. 냉각부재통로(148)는 단부스페이서의 중간에서 두 냉각부재반부분사이의 공간에 형성된다.
각 냉각부재반부분(144)은 냉각유체가 순환될 수 있는 하측 제 1 채널(151)과, 냉각유체가 순환될 수 있는 상측제 2 채널(152)을 갖는다. 제 1 채널(151)은 스트립통과개방부(143)에 비교적 근접하여 배치되고 제 2 채널(152)은 제 1 채널(151)의 하류측에 배치된다.
냉각부재(139)에 의하여 얻는 냉각효과는 채널(151)(152)을 통하여 냉각유체가 순환되기 때문이다. 이러한 냉각효과는 냉각유체가 순환되는 냉각채널의 수를 조절하므로서 제어될 수 있으며, 이에 관하여서는 이후에 상세히 설명될 것이다. 도시된 실시형태에서, 냉각부재(139)는 두 개의 냉각채널(151)(152)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 필요한 경우 하나 이상의 부가적인 냉각채널이 제공될 수 있다.
도 3 - 도 5 에서 보인 시스템(130)의 실시형태에서, 욕은 플러그(146)의 직하류측에서 전자석(150)에 의하여 가열되는 바, 이 전자석(150)은 상기 언급된 바와 같이 자극부재(208)(208)의 저면에서 절취부(162)를 제외하고는 시스템(30)의 자석(50)과 동일하다. 그밖에 자석(150)의 구조와 기능은 달리 언급하지 않는 한 자석(50)의 구조 및 기능과 동일하다.
플러그(146)의 질량은 플러그의 길이에 의하여 결정된다. 플러그(146)는 이 플러그(146)상에서 용융금속욕의 하중을 충분히 지지할 수 있는 길이를 가져야한다. 플러그가 너무 짧으면 이 플러그(146)에 대하여 하측으로 밀려내려가 냉각부재(139)의 저면개방부(143)로부터 빠져나갈 것이다. 아울러, 플러그가 너무짧으면 이 플러그는 그 상부에 배치된 용융금속욕의 열에 의하여 부분적으로 녹아내리기 쉽다.
다른 한편으로 플러그(146)가 너무 길면, 스트립(32)의 표면에 대한 플러그의 마찰이 스트립(32)이 플러그(146)을 통하여 하류측으로 이동할 때 스트립(32)에 큰 저항을 주게될 것인바, 이는 바람직한 것이 아니다. 이러한 저항은 플러그(146)의 길이가 길어질수록 증가한다. 이러한 저항은 비교적 낮은레벨로 유지되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 플러그의 길이는 플러그의 상부에서 용융금속코팅욕의 하중을 기계적으로 지지하고 부분적인 용해가 일어나지 않을 정도로 충분히 길게되어야 한다.
더 이상 긴 길이는 불필요하고 바람직하지 않은 부가적인 저항만을 일으킬 것이다.
개방부(143)로부터 하류측방향으로 플러그(146)의 길이는 냉각부재(139)에 의하여 얻는 냉각효과를 제어하고 전자석(150)에 의하여 얻는가열효과를 제어하므로서 제어될 수 있다. 플러그(146)를 형성하기 위하여 냉각부재(139)의 하측 제 1 냉각채널을 통하여 냉각유체를 순환시키며 플러그(146)의 길이를 증가시키기 위하여 상측 제 2 냉각채널(152)을 통하여 냉각유체를 순환시킬 수 있다.
제 2 채널(152)를 통한 냉각유체의 순환을 줄이면 플러그(146)의 길이를 감소시킬 수 있다. 플러그(146)의 직하류측인 욕 위치(147)에서 전자석(150)에 의하여 얻는 가열효과가 플러그(146)의 길이를 줄이도록 이용되므로서 플러그(146)에 의하여 스트립(32)에 가하여지는 저항을 줄일 수 있다. 환언컨데, 전자석(150)에 의한 가열효과와 제 2 채널(152)을 통한 냉각유체순환의 감소는 협동하여 플러그(146)의 길이를 감소시킨다.
전자석(150)에 의한 가열효과를 제어하는 것이 자석(50)이 시스템(30)에서 사용되는 것과 같이 시스템(130)의 안정된 온도에서 욕(40)을 유지하기 위한 수단으로서 이용될 수 있다.
요약컨데, 시스템(130)은 (a)플러그(146)의 하류측에 배치된 욕(40)의 압력으로 상류측으로 밀리는 것을 저지하고(b)욕의 열에 의한 부분적인 용해를 방지할 수 있는 충분한 길이를 갖는 플러(146)를 제공토록 제어된다. 아울러, 시스템은 스트립(32)이 플러그(146)를 통하여 하류측으로 이동할 때 스트립(32)에 지나친 저항이 가하여 지는 것을 충분히 방지할 수 있는 짧은 길이의 플러그(146)를 제공토록 제어된다.
도 21 은 냉각부재(139)를 통하여 냉각유체를 순환시키고 냉각유체의 순환을 제어하기 위한 구성의 흐름도이다. 탱크(164)에는 전형적으로 주위온도의 물과 같은 냉각유체가 수용되어 있다. 탱크(164)에는 각각 냉각부재반부분(144)측으로 연장된 분기라인(167a)(167b)에 연결되는 유출라인(165)이 연결된다. 각 분기라인(167a)(167b)은 냉각부재반부분(144)의 하측 제 1 유체냉각채널(151)측으로 연장되는 라인(153)에 연통한다. 라인(153)과 채널(151)에 의하여 제어되고 라인(153)의 유량계(154)의하여 측정된다. 또한 분기라인(167a)(167b)에는 냉각부재반부분(144)의 상측 제 2 유체냉각채널(152)로 연장되는 라인(156)에 연통한다. 라인(156)과 제 2 채널(152)의 유체유동은 라인(156)의 밸브(158)에 의하여 제어되고 라인(156)의 유량계(157)에 의하여 측정된다.
제 1 유체냉각채널(151)에는 유출라인(169)이 연결되고 제 2 유체냉각채널(152)에는 유출라인(170)이 연결된다. 유출라인(169)(170)은 회수라인(171)과 하류측에서 결합된다. 탱크(164)로부터 공급라인(165)의 냉각유체의 온도는 라인(165)의 서머커플(166)에 의하여 측정된다. 냉각부재(139)를 떠나는 유체의 온도는 회수라인(171)의 서머커플(172)에 의하여 측정된다.
플러그(146)는 밸브(155)(155)를 개방하고 밸브(158)(158)를 폐쇄하여 형성될 수 있다. 플러그(146)의 길이는 밸브(158)(158)를 충분한 개방위치까지 개방하므로서 증가될 수 있다. 밸브(158)(158)를 부분적으로 개방하므로서 플러그(146)의 길이가 증가하는 범위가 적어질 것이다. 플러그(146)의 길이는 냉각부재를 통한 유체의 흐름을 감소시키도록 밸브(158)(158)를 충분히 폐쇠시키는 범위까지 감소될 수 있다. 그러나, 플러그 길이를 감소시키는 이러한 수단의 효과는 욕위치(47)에서 전자석(50)에 의하여 얻는 가열효과를 증가시키는 것만 못하다.
일반적으로 시스템(130)의 작동중에, 밸브(155)(155)가 충분히 개방되는 반면에 밸브(158)(158)는 채널(148)에서 플러그(146)의 길이와 플러그(146)의 길이의 증감필요성에 따라 폐쇄되거나 또는 부분적으로 개방되거나 충분히 개방된다. 또한 이미 언급된 바와 같이, 플러그(146)의 길이는 플러그(146)의 직하류인 욕 위치(147)에서 전자석(150)에 의하여 얻는 가열효과를 증가시키므로서 감소될 수 있다(도 5). 요약컨데, (i)전자석(150)으로부터의 증가 또는 감소된 가열효과와 (ii)냉각부재(139)로부터의 증가 또는 감소된 냉각효과의 다양한 조합이 플러그(146)의 길이를 제어토록 이용될 수 있다. 시스템(130)에 대한 주어진 일련의 작동조건과 파라메타에 대하여 적당한 조합이 경험적으로 결정될 수 있다.
플러그(146)의 직하류인 욕 위치(147)에서 가열효과는 도 12 - 도 20 에서 보인 다른 가열수단에 의하여서도 얻을 수 있다. 이들 수단에 대하여 설명키로 한다.
도 18 에서, 가열수단은 욕 위치(147)에서 욕(40)내에 배치되고 이에 인접하여 위치(147)에서 욕에 열을 전달하는 롯드(175)(176)형태의 저항가열요소로 구성된다. 저항가열요소는 용융금속욕을 가열하는 기술분야의 전문가에 의하여 통상적으로 이용되는 상업적으로 입수가능한 수단이다.
도 19 에서 사용된 가열 수단은 욕 위치(147)를 포함하는 용기(138)의 부분둘레에 배치된 유도가열요소(177)이다. 유도가열요소(177)는 다수의 권선 또는 루우프(179)로 구성된 코일(178)과 욕 위치(147)에 코일(178)에 의하여 발생된 자계를 집중시키기 위하여 자기물질로된 부재(180)로 구성된다. 자기부재(180)는 예를들어 페라이트 또는 전기강의 라미네이션과 같은 통상적인 자기물질로 구성된다. 코일(178)은 구리로 되어 있다. 코일권선(179)은 도 19 에서 보인 바와같이 단선의 형태이나 이들은 코일권선을 통하여 냉각유체를 순환시킬 수 있는 튜우브의 형태일 수 있다. 코일(178)과 그 코일권선(179)은 전체적으로 욕 위치(147)를 포함하는 용기(138)의 부분을 둘러싼다.
도 19 의 유도가열요소(177)의 변형형태가 도 20 에서 부호 187 로 도시되어 있다. 유도가열요소(187)은 도 20 에서 보인 바와 같이 기다란 수직단면을 갖는 코일권선(189)을 형성토록 용접으로 함께 연결된 다수의 와이어(191)(191)로 구성된 다수의 권선(189)으로 되어 있는 코일(188)로 구성된다. 가열요소(187)는 또한 도 19 의 자기부재(180)와 유사하고 이와 유사한 기능을 수행하는 자기부재(190)로 구성된다.
코일권선(189)을 구성하는 솔리드 와이어(191)(191)대신에 예를들어 도 20 a 에서 보인 바와 같이 함께 용접된 구리제의 관상요소(도 20 a 에서 부호 (92))를 이용할 수 있다.
코일권선의 다른 변형형태가 도 20 b 에서 부호 193 으로 보이고 있는바, 여기에서 코일권선(193)은 기다란 사각형의 수직단면을 갖는 단일튜우브로 구성된다. 도 20 b 에서 부호 193 으로 보인 바와같은 구성이 코일을 통하여냉각유체의 순환이 용이하게 이루어지도록 한다.
도 19, 도 20, 도 20 a 및 도 20 b 에서 보인 유도가열요소는 요구된 가열효과를 충분히 제공하나 욕 위치(147)에서 자기부상효과를 발생하는데 불충분한 자계를 욕 위치(147)에서 발생한다. 이미 언급된 바와같이, 전자석(150)(도 4 와 도 5)은 욕 위치(147)에서 자기부상효과를 발생할 것이다.
비록 유도가열수단(도 19 와 도 20 - 도 20 b)이 자기부상효과를 발생할 수는 없으나 이들은 전자석(150)을 이용하는 도 4 - 도 5 의 수단에 비하여 잇점을 갖는다. 도 4 - 도 5 의 수단은 강철스트립(32)과 자기자극부재(208)(208)(도 5)사이에 끌어당기는 힘, 즉 인력을 발생할 것이다. 만약, 스트립(32)이 자극부재(208)(208)사이의 정확한 중심라인을 벗어나 이동하는 경우 근접한 자극부재에 대한 인력이 증가하므로서 스트립(32)이 중심에 맞추어져 유지되기 어렵게 한다. 그러나 도 19 와 도 20 - 도 20 b 의 유도가열수단을 이용할 때 스트립(32)이 정확한 중심라인을 벗어나는 것은 문제가 되지 아니한다. 실제로 가열효과를 얻기 위하여 이들 유도가열수단을 이용하므로서 가열요소(예를들어 도 19 의 181, 182)의 두 대향된 측부사이에서 스트립(32)이 중심이 맞추어지도록한다.
도 18 - 도 20, 도 20 a 및 도 20 b 의 가열수단은 이들 도면에서 냉각효과를 수행하고 플러그를 발생토록 냉각부재(139)를 이용하는 시스템(130)에 관련하여 설명될 것이다. 그러나, 이들 동일한 가열수단은 요구된 냉각효과가 스트립(32)에 의하여 수행되고 냉각효과가 스트립(32)이 스트립통과개방부(43)로 진입할 때 이 스트립의 온도와 속도를 조절하므로서 제어되는 시스템(30)에 이용될 수 있다.
도 22 - 도 25 는 코팅금속이 응고되어 형성되는 플러그가 없는 경우 스트립통과개방부를 통하여 욕(40)으로부터 용융코팅금속이 누출되는 것을 방지하기 위하여 사용되는 기계적인 게이트 또는 저면씨일구성을 보이고 있다. 전형적으로 이러한 상황(플러그가 없는 상황)은 플러그가 형성되기전에 용융도금코팅과정이 시작될 때에 발생한다.
또한 기계적인 게이트는 코팅되는 스트립의 폭을 변하시킬 때 사용된다. 이러한 상황에서, 게이트는 스트립 폭이 변화되기전에 폐쇄하고 가열효과가 계속되는 동안에 냉각효과를 중지시키므로서 플러그가 용해된다. 그리고 먼저 코팅된 스트립과는 상이한 폭을 갖는 스트립이 게이트와 욕을 통하여 당기어지고 플러그가 응고되어 그리고 게이트가 개방된다.
기계적인 게이트 또는 저면씨일구성은 용기(38)와 전자석(50)을 설명할 때 이후 상세히 언급될 것이다. 그러나, 기계적인 게이트 구성이 이러한 실시형태에 대하여 제한되지 아니한다.
용기(38)와 전자석(50)의 자극부재(108)(108)의 하측에는 용기(38)의 단부벽(56)(도 8)의 평면으로부터 일정한 간격을 두고 평행한 플랜지(201)를 갖는 프레임(200)이 배치된다. 용기(38)의 좁은부분(58)에는 이 좁은 부분(58)의 최하측단부에서 좁은부분(58)의 저면단부를 둘러싸는 기다란 밀폐링(202)이 결합된다. 이 밀폐링(202)의 하측에는 각각 삼각형 단면을 갖는 기다란 밀폐봉의 형태인 한쌍의 게이트부재(204)(205)가 배치된다. 도 22 에서, 각 게이트부재(204)(205)는 (i) 개방부(43)를 통하여 욕(40)으로부터 용융금속의 누출을 방지하기 위한 폐쇄위치(실선)와, (ii)폐쇄위치로부터 이동된 개방위치(일점쇄선)사이로 이동토록 착설된다. 각 게이트부재(204)(205)는 이후 상세히 설명되는 연결구조에 의하여 각 캐리어 바아(207)(208)에 연결된다. 각 캐리어 바아(207)(208)는 각 링크부재(209)(210)에 고정되고 이들 각 링크부재는 각각 프레임(200)에 회전가능하게 착설된 각 회전축(211)(212)에 재가되고 이와 함께 회전토록 착설되어 있다.
도 23 에서, 링크부재(209)는 링크부재(210)에 부호 215 의 위치에서 회전가능하게 연결된 중간링크부재(214)에 부호 216 의 위치에서 회전가능하게 연결되어 있다. 이러한 연결구성으로 각 쌍의 연결부재(209)(210)는 다른 링크부재쌍의 회전운동에 응답하여 회전할 것이다. 초기에 링크부재를 회전시켜 밀폐게이트부재(204)(205)가 이들의 폐쇄위치와 개방위치사이로 원호운동을 할 수 있도록 축(211)또는 축(21)에 핸들(도시하지 않았음)이 연결되어 있다.
게이트부재(204)(205)가 이들의 각 캐리어 바아(207)(208)에 착설되는 방법이 도 22 와 도 26 을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 이러한 설명은 게이트부재(204)와 그 캐리어바아(207)에 관한 설명이며, 동일한 내용이 게이트부재(205)와 그 캐리어바아(208)에 대하여서도 동일하게 적용될 수 있다.
캐리어바아(207)는 이 캐리어바아(207)의 개방부(224)를 통하여 게이트부재(204)의 통공(221)으로 할동가능하게 연장된 쇼울더 볼트(220)의 헤드(219)가 삽입되는 요구(218)를 갖는다. 쇼울더 볼트(220)는 이 쇼울더 볼트를 게이트부재에 취부토록 게이트부재(204)에 고정되는 단부(222)를 갖는다. 코일스프링(223)이 게이트부재(204)의 통공(221)에 삽입되고 캐리어 바아(207)는 그 링크부재(209)에 고정되나, 링크부재에 대한 게이트부재(204)의 연결이 캐리어바아(207)에 대하여 축방향으로 이동가능한 쇼울더 볼트(226)에 의하여 이루어진다.
게이트부재(204)의 통공(221)에 삽입된 코일스프링(223)은 게이트부재(204)와 이에 취부된 쇼율더볼트를 쇼울더볼트(220)의 축선을 다른방향으로 캐리어바아(207)로부터 멀리 탄지한다. 캐리어바아(207)의 요구(218)는 쇼울더볼트(220)상에서 헤드(219)의 축방향운동이 충분히 허용될 수 있을 정도로 깊다. 캐리어바아(207)로부터 멀리 게이트부재(204)를 탄지하는 코일스프링(223)의 작용은 또한 용기의 좁은부분(58)에서 밀폐링(202)에 결합토록하고 스트립(32)과 결합토록 게이트부재(204)를 탄지한다(도 24).
게이트부재(224)를 캐리어바아(207)로부터 멀리탄지하고 밀폐링(202)과 스트립(32)이 밀폐결합토록하는 통공(221)과 코일스프링(223)의 조합은 게이트부재(204)(그리고 게이트부재 205)의 길이를 따라 다수의 장소에 제공된다. 상업적 규모의 용융도금코팅시스템에 있어서, 게이트부재(204)는 예를들어 8 피이트 길이 (2,44 m)까지의 크기를 가질 수 있다. 이러한 길이의 게이트부재에 있어서, 코일스프링(223)과 통공(221)의 조합은 (i)게이트(204)의 각 단부에 인접한 장소와 (ii)두 단부위치와 게이트부재(204)의 길이를 따라 간격을 둔장소사이에 배치된 다수의 중간장소에 배치될 수 있다.
이상으로 설명된 구성은 게이트부재(204)에 의하여 가하여지는 밀폐압력이 게이트부재의 길이를 따라 동일하게 분포되도록한다. 동일한 구성은 캐리어바아(207)가 도 22 에서 실선으로 보인 폐쇄위치에 있을때에 밀폐링(202)에 대한 캐리어바아(207)의 위치선정에 나타난 오류를 보정하는데 도움이 된다.
게이트부재(204)가 그 폐쇄위치에 있을때(도 22 의 실선, 도 24), 게이트부재(204)는 밀폐링(202)에 결합되는 수평면(225)과 스트립(32)에 결합되는 수직면(226)을 갖는다(도 24). 이와같은 게이트부재(204)와 밀폐링(202)사이의 결합은 게이트부재(204)와 그 관련된 구조가 용기(38)의 하측에 별도의 냉각요소를 채용하지 않는 시스템인 시스템(30)(도 2 와 도 22)와 함께 사용될 때 이루어진다. 게이트부재(204)와 그 관련된 구조가 냉극부재(139)(도 4 - 도 25)를 채택한 시스템(130)에 이용될때에 게이트(204)에 결합토록 도 22 의 부호 202 와 같은 밀폐링은 없으며 대신에 게이트부재(204)의 수평면이 냉각부재(139)의 저면(137)에 결합된다.
게이트부재(204)의 표면(225)(226)은 유연성 있는 연질의 내화밀폐재로된 층(227)으로 덮힌다. 도 24 에서 보인 바와같이, 밀페재 층(227)은 (i)용기의 좁은부분(58)의 저면단부에서 밀페링(202)에 밀폐되게 결합하고, (ii)스트립(32)의 인접한 면에 밀폐결합하며, (iii)스트립통과개방부(43)를 밀폐한다. 스트립(32)이 용융도금코팅과정의 초기에 하류측 방향으로 이동할 때, 밀폐재 층(227)은 스트립(32)의 인접한 측면에 밀폐결합되는 라이터로서 작용하여 용융금속의 누출을 방지하는데 도움이 된다.
게이트부재(204)와 밀폐재 층(227)은 스트립(32)의 축 방향으로 스트립(32)의 축 보다 큰 크기를 갖는다(도 25). 아울러, 층(227)은 스트립(32)의 수직변부(48)를 지나 측방향으로 연장된다. 동일한 크기의 관계가 스트립(32)과 다른 게이트부재(205)의 층(227)사이에서도 존재한다. 따라서, 게이트부재(204)의 수직면(226)에 형성된 층(227)은 스트립(32)의 변부(48)와 이를 넘어서 대향된 게이트부재(205)의 수직면(226)은 형성된 층(227)과 밀폐결합된다(도 25). 이는 스트립(32)의 변부(48)를 따라 욕(40)으로부터 용융코팅금속의 누출을 방지한다.
게이트부재(204)(205)와 이에 관련된 구조를 이용하여 용융도금코팅작업의 초기과정이 이제 상세히 설명될 것이다.
처음에 용기(38)은 용융도금코팅욕(40)이 없는 비어있는 상태로 제공된다. 스트립(32)이 용기(38)의 상류측과 하류측에 배치되고 스트립통과개방부(43)와 용기(38)를 통하여 연장된 스트립진로의 일부를 점유한다. 게이트(204)(205)는 도 22 에서 실선으로 보인 폐쇄위치로 이동된다. 그리고 용기(38)에 용융코팅금속이 주입된다. 게이트(204)(205)와 이들의 결합된 구조가 스트립통과개방부(43)을 통하여 용융코팅금속이 누출되는 것을 방지한다. 스트립(32)은 용융코팅금속이 용기(38)에 주입될때에 그 진로를 따라서 하류측으로 이동된다. 상기 언급된 바와같이, 욕(40)을 통하여 스트립(32)이 이동할 때 스트립통과개방부(43)의 하류측위치에서 용융코팅금속을 냉각시켜 그 위치에서 플러그(46)가 형성되도록 한다. 플러그(46)가 형성되고 욕(40)을 충분히 지지할 정도로 큰 크기로 성장하였을 때 게이트부재(204)(205)가 도 22 에서 점선으로 보인 개방위치로 회전될 수 있다. 욕(40)을 지지하는데 요구된 최소플러그길이는 욕마다 다를 수 있으며 경험으로 결정될 수 있다.
초기의 시작과정중에 플러그(46)가 형성되는 위치(도 2 에서 위치 47)의 하류측에서 욕(40)의 해당부분은 가열되지 아니한다. 플러그(46)가 형성되고 요구된 크기를 갖게 되었을 때, 욕(40)은 상기 언급된 이유로 플러그(46)의 직하류측(도 2 에서 위치 47)에서 가열된다.
시작과정의 한 실시형태에서, 코팅금속으로 구성된 냉각금속쇼트편이 용기(38)에 용융코팅금속을 주입하기 전에 게이트부재(204)(205)의 상부인 스트립통과개방부(43)의 직하류측에 배치되는 것이 제안된다. 게이트(204)(205)의 상부에 냉각금속쇼트를 배치하므로서 여기에서 이루어지는 초기용융코팅금속의 냉각이 신속히 이루어질 것이다.
전형적으로 게이트부재(204)(205)의 상부에는 약 1 - 2 인치(25.4 - 50.8 mm)의 두께를 갖는 냉각쇼트의 층이 배치될 수 있다. 이러한 쇼트의 양은 초기에 용기(38)에 주입되는 용융금속의 신속한 냉각이 이루어져 쇼트의 양이 적거나 아주없는 것에 비하여 플러그(46)를 비교적 신속히 형성할 수 있는 것이다.
상기 언급된 시작과정은 용기(38)와, 스트립통과개방부를 통하여 용기의 좁은부분(58)의 상류측단부로 이동하는 스트립(32)의 이동에 의한 냉각효과의 결과로서 형성되는 플러그(46)에 관련이 있다. 동일한 시작과정이 용기(138)와 냉각부재(139)를 이용할때에도 수행될 수 있다.
상기 언급된 바와같이, 욕(40)의 온도를 약 500 ℃(932°F)까지의 코팅금속의 융점(아연의 경우 420℃(788°F))이상의 온도, 예를들어 435 - 470℃(815 - 878°F)범위의 온도로 유지하고 욕을 이들 온도범위내에서 비교적 안정된 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 이는 한 실시형태에서 도 27 에서 보인 위치에 서머커플을 배치하므로서 수행될 수 있다. 일련의 서머커플(230 - 232)이 냉각부재(139)상에 배치된다. 이러한 일련의 서머커플(230 - 232)은 냉각부재반부분(144)(도 27)의 수직내면(136)을 따라서 냉각부재(139)(도 17)의 종방향 중간점(229)에 배치되어야 한다.
예를들어, 냉각부재의 종방향 크기가 16인치(406mm)라고 가정할 때, 일련의 서머커플(230 - 232)은 냉각부재의 단부(예를들어 도 17 의 단부 131)로부터 8 인치(203mm)의 위치에 배치된다. 도 27 에서 하나의 서머커플(230)이 수직내면(136)의 위치에 배치된다. 도 27 에서 하나의 서머커플(230)이 수직내면(136)의 저면 또는 저면부근에 배치되고 다른하나의 서머커플(231)은 수직면(136)의 상부가까이에 배치된다. 상기 언급된 바와같은 냉각부재의 수직크기에 3 인치(76 mm)라고 가정할 때, 중간의 서머커플(231) 수직면(136)의 저면으로부터 1 1/2인치(38mm)의 위치에 배치되고, 상부 서머커플(232)은 수직면(136)의 상부아래에 약 1/2 인치(12 mm)의 위치에 배치된다.
서머커플(230 - 232)과 실질적으로 동일한 수직간격을 갖는 유사한 일단의 서머커플이 냉각부재(139)의 단부(131)와 중간점(229)사이의 중간에서 수직면(136)에 배치될 수 있다(도 17).
일단의 서머커플(230 - 232)에 부가하여, 다른 서머커플(233)(도 27)이 용기(138)의 좁아지는 측벽(161)의 내면에서 측벽의 하측단부에 배치되고 이 서머커플(233)은 서머커플(230 - 232)와 수직평면에서 정렬된다. 다른 서머커플이 서머커플(233)과 동일한 수직높이에서 좁아지는 측벽(161)의 내면에 배치되고 상기 언급된 일단의 서머커플과 수직평면에서 정렬된다. 서머커플(233)은 욕 위치(147)(도 19)에서 욕의 온도를 측정한다.
서머커플(230 - 232)은 도 24 - 도 5, 도 18 - 도 20 과 도 27 에 관련하여 이하 설명되는 방법으로 욕(40)의 온도와 플러그(146)의 크기(길이)를 제어하는데 이용된다. 욕(40)내의 온도는 욕 위치(147)(도 19 와 도 27)의 서머커플(233)에서 모니터된다. 상기 언급된 바와 같이, 예를들어 욕(40)의 온도는 435 - 470℃(815 - 878°F)의 온도범위 이내로 유지하는 것이 바람직하다. 욕 온도의 제어가 이에 관련하여 설명될 것이다. 이러한 예에서, 용융코팅금속은 약 480℃(896°F)의 온도에서 용기(138)에 주입되는 것으로 가정된다. 욕(40)의 온도가 서머커플(233)에서 측정하였을 때 435℃(815°F)를 떨어질 때 용기(138)에 결합된 가열부재가 작동된다.
이미 언급된 바와같이, 가열부재는 전자석(150)(도 4 - 도 5), 유도가열부재(177 또는 187)(도 19 와 도 20 - 20 b), 또는 저항가열요소(롯드 175, 176)(도 18)일 수 있다. 각 가열부재는(a)열이 욕(40)에 전달되는 활성가열상태와 (b)열이 욕(40)에 전달되지 아니하는 비활성가열상태사이에서 작동하능하다. 욕의온도가 435 - 470℃(815 - 878°F)의 범위에 있는 한 가열부재는 그 비활성 상태에서 유지된다. 욕(40)의 온도가 가열부재의 작동을 요구하는 레벨(예를들어 435℃)로 떨어질 때에 가열부재가 턴온되고 서머커플(233)에 의하여 측정하였을 때 욕(40)의 온도가 가열부재가 턴오프되는 선택된 온도범위(예를들어 470℃)의 상부레벨에 이를때까지 유지된다.
상기 언급된 바와같이, 서머커플(233)(도 27)은 플러그(14)의 직하류측인 욕의 위치(147)에서 욕(40)의 온도를 모니터한다. 여기에서 온도가 용융코팅금속의 융점(아연의 경우 420℃(788°F))이하로 떨어지지 않도록 욕 위치(147)에서 온도를 모니터하는 것이 중요하다. 욕(40)이 유지되는 온도범위의 하측레벨을 용융코팅금 속의 융점에 도달하는 온도로 위치(147)의 온도가 떨어지는 것을 충분히 방지할 수 있도록 높아야한다.
상기 언급된 바와같이, 냉각유체는 상부냉각채널(152)(152)이 준비상태에 있는 동안에 용융도금코팅과정을 통하여 연속적으로 냉각부재(139)의 하류냉각냉각채널(151)(151)을 통하여 순환된다. 플러그(146)의 요구된 높이(길이)가 3 인치(76mm)라고 가정할 때, 플러그(146)의 높이가 이러한 레벨 또는 그 이상으로 유지되지 않는 경우 냉각유체가 플러그(146)의 높이를 증가시키기 위하여 상부냉각채널(152)(152)을 통하여 순환된다.
플러그(146)의 높이는 서머커플(230 - 232)을 모니터하므로서 측정될 수 있다. 하측 서머커플(230)에서 감지된 온도는 중간 서머커플(231)에서 감지된 온도보다 항상 낮으며, 상측 서머커플(232)에서 감지된 온도는 중간레벨의 서머커플(231)에서 감지된 온도보다 항상 높다. 예를들어, 중간 서머커플(231)에서 감지된 온도가 250℃(482°F)일때에, 하측 서머커플(230)에서 감지된 온도는 200℃(392°F)일 수 있으며, 상측 서머커플(232)에서 감지된 온도는 340℃(644°F)일 수 있다. 마찬가지로, 중간 서머커플(231)에서 감지된 온도가 300℃(572°F)일때에 하측 서머커플(230)에서 감지된 온도는 250℃(482°F)일 수 있고 상측 서머커플(232)에서 감지된 온도는 390℃(734°F)일 수 있다.
다음의 설명은 중간 서머커플(231)에서 250 - 300℃(482 - 572°F)의 범위로 온도를 유지하는 것이 바람직한 것으로 가정하여 냉각부재(139)를 통한 냉각유체의 순환을 제어하는 방법에 관한 것이다. 서머커플(231)에서 온도가 이 온도범위의 상측레벨(300℃)로 증가될 때 냉각유체가 냉각부재(139)의 상측채널(152)(152)을 통하여 순환된다. 이로써 서머커플(231)에서 감지된 온도가 요구된 온도범위의 하측레벨(250℃)로 떨어질때에 상측채널(152)(152)를 통한 냉각유체의 순환이 정지된다.
그러나, 상측 서머커플(232)에서 감지된 온도가 코팅금속의 융점(아연의 경우 420℃(788°F)에 이르는 경우, 이는 중간 서머커플(231)에서 감지된 온도에 관계없이 냉각유체가 상측채널(152)(152)을 통하여 순환되어야 한다는 신호가 된다.
상측채널(152)(152)을 통한 냉각유체의 순환으로 냉각부재(139)의 수직면(136)의 상측부가 신속히 냉각되고 플러그(146)의 높이가 신속히 높아진다. 상측채널(152)(152)를 통한 냉각유체의 순환이 중료될 때, 플러그(146)의 높이는 점진적으로 낮아진다.
상기의 설명은 상측채널(152)(152)를 통하여 냉각유체를 순환시키고자할 때를 결정하는 지표로서 플러그 서머커플(231)(231)에서 감지된 온도를 이용하는 것에 관련된 것이다. 또한 이러한 설명은 욕(40)을 가열시키기 위하여 가열부재를 활성화시키고자 할 때를 결정하는 지표로서 욕 서머커플(233)에서 감지된 온도를 이용하는 것에 관련된 것이다. 이러한 설명은 시스템의 정상적이고 안정된 상태의 작동조건에도 적용된다. 이상과 같음에도 불구하고, 플러그(146)가 스트립(32)을 잡는경우에, 이러한 작용은 (a) 욕 가열부재(예를들어, 자석 150)에 의하여 욕(40)에 가하여지는 열을 증가시키고 (b)상측채널(152)(152)을 통항 냉각유체의 순환을 중지시키는 지표로서 이용되며, 이로써 플러그(146)의 길이를 감소시켜 플러그(146)에 의하여 스트립(31)에 가하여지는 저항을 줄일 수 있다.
일반적으로, 하측채널(151)(151)을 통한 냉각유체 순환을 연속적이며 축소되지 아니한다. 어떠한 상황에서, 플러그(146)의 길이가 지나치게 길어져서 (i)가열부재의 작동과 (ii)상측 냉각채널(152)(152)를 통한 냉각유체순환의 중지의 조합으로도 충분히 신속하게 감소시킬 수 없다. 이들 상황하에서, 하측채널(151)(151)을 통한 냉각유체순환은 축소되거나 전체적으로 중단될 수 있다. 이는 플러그(146)의 길이를 보다 신속히 줄이는데 도움이 될 것이다.
상기 언급된 서머커플 구성은 용기(138)와 냉각부재(139)에 관련하여 설명되었으며 여기에서 서머커플(230 - 233)은 욕(40)의 온도와 통로(148)에서 플러그(146)의 온도를 측정하는데 이용되었다. 유사한 구성이 용기(38)와 그 목부분형태의 좁은 상류측 부분(58)(도 2)에도 이용될 수 있다. 이 실시형태(도 2)에서, 욕 위치(47)에서 용기(38)내의 욕(40)의 온도를 측정하기 위하여 서머커플(233)이 사용될 수 있으며 용기의 좁은 상류측 부분(58)에서 플러그(46)의 온도를 측정하기 위하여 서머커플(230 - 232)이 사용될 수 있다.
연속스트립(32)은 예를들어 강철스트립과 같은 전형적으로 얇은 평면상의 요소이다. 그러나, 이러한 구성의 스트립은 본 발명이 실시되는 연속스트립의 한 형태를 단순히 설명한 것에 불과하다. 용융도금코팅욕으로부터 용융코팅금속의 누출이 본 발명에 따른 방법으로, 즉, 스트립통과개방부의 하류측 코팅금속을 냉각시키고 플러그의 하류측 용유코팅금속을 가열시키기 위한 상기 언급된 수단과 함게 응고된 코팅금속으로 된 플러그를 이용하여 방지되는 한, 롯드형, 바아형, 와이어형, 튜우브형 그밖의 형태로된 다른 스트립 구성이 이용될 수 있다.
본 발명은 용융금속코팅욕을 수용하는 용기하측의 스트립통과개방부에 관련하여 설명되었다. 그러나, 본 발명은 (i)스트립통과개방부가 용기의 측벽에 배치되고 (ii)용기가 스트립통과개방부의 레벨보다 높은 위치에 놓이는 상부면을 갖는 용융금속코팅욕을 수용하는 시스템에도 이용될 수 있다.
이상은 용융금속코팅욕이 아연 또는 아연합금인 본 발명의 이용에 관하여 주로 설명되었다. 본 발명이 다른 코팅금속(예를들어 알루미늄)에 사용될 때에 일부의 작동파라메타는 코팅금속이 아연일 때 사용된 것(예를들어, 욕온도, 스트립속도와/또는 온도, 그리고 플러그온도)과는 다를 수 있다. 그러나, 다른 코팅금속에 대한 적당한 작동파라메타는 경험으로 결정될 수 있으며, 이러한 결정은 상기 설명으로 주어진 용융도금코팅기술분야의 전문가 수준내에 있어야한다.
이상 언급한 바와같은 본원 발명에 의해 침지형 안내롤이 배제되어 침지롤 존재시 문제점이 모두 제거되고, 기계적인 시일사용이 필요없게 되며, 스트립통과개방부를 통한 용융코팅금속 누출 또는 점적누출을 방지할 수 있어서 경제적이고 신속한 용융도금코팅이 가능케 된다.
이상은 이해를 돕기 위하여 설명된 것으로 어떠한 제한을 두고자하는 것은 아니며, 이로부터 당해기술분야의 전문가라면 수정이 명백할 것임을 이해할 것이다.
도 1 은 본 발명의 한 실시형태에 따른 용융도금코팅시스템의 개요도.
도 1a 는 이 시스템에 의하여 코팅되는 스트립의 속도 및 텐션제어를 설명하는 블록다이아그램.
도 2 는 도 1 의 시스템의 일부를 보인 수직확대단면도.
도 3 은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 용융도금코팅시스템의 부분단면도.
도 4 는 도 3 에서 보인 시스템의 일부를 보인 부분단면도.
도 5 는 도 3 에서 보인 시스템의 일부의 수직확대단면도.
도 6 은 도 2 의 6 - 6 선 단면도.
도 7 은 도 5 의 7 - 7 선 단면도.
도 8 은 본 발명에 따른 시스템에 이용되는 용융코팅금속의 욕을 수용하기 위한 용기의 사시도.
도 9 는 도 8 의 용기의 정면을 보인 사시도.
도 10 은 용기의 내부를 보인 도 8 - 도 9 의 용기의 한 반부분을 분리하여 보인 정면도.
도 11 은 용기의 두 반부분을 결합하여 보인 도 10 의 11 - 11 선 단면도.
도 12 는 도 11 과 유사한 도 10 의 12 - 12 선 단면도.
도 13 은 본 발명에 따른 용융도금코팅시스템에 사용하기 위한 전자석의 사시도.
도 14 는 도 13 에서 보인 전자석의 일부의 부분단면도.
도 15 는 도 14 에서 보인 전자석부분의 수정형태를 보인 도 14 와 유사한 단면도.
도 16 은 도 13 의 16 - 16 선 단면도.
도 17 은 도 3 - 도 5 에서 보인 시스템의 실시형태에 사용된 냉각요소의 사시도.
도 18 은 도 4 - 도 5 에서 보인 장치의 변형형태를 보인 단면도.
도 19 는 도 4 - 도 5 에서 보인 장치의 다른 변형형태를 보인 도 18 과 유사한 단면도.
도 20 은 도 4 - 도 5 에서 보인 장치의 또 다른 변형형태를 보인 확대단면도.
도 21 은 도 3 - 도 5 의 실시형태에 사용된 냉각요소를 위한 유체냉각장치를 보인 흐름도.
도 22 는 본 발명 시스템과 함께 사용되기 위한 기계적인 게이트 또는 저면씨일을 보인 부분단면도.
도 23 은 도 22 의 게이트를 도 22 의 반대방향에서 본 단면도.
도 24 는 게이트의 일부를 보인 수직확대 단면도.
도 25 는 게이트의 일부를 보인 수평확대단면도.
도 26 은 게이트의 다른 부분을 보인 수직확대단면도.
도 27 은 도 5 와 유사한 수직단면도.
도 28 과 도 29 는 코팅욕내에서 여러 가지 형태의 교관류를 보인 용기의 종단면도.

Claims (85)

  1. 용융도금코팅시스템에 있어서, 이 시스템이 연속금속스트립, 용융코팅금속의 욕을 수용하는 용기, 상기 용기내에 수용되고 상부면을 갖는 용융코팅금속의 욕, 상기 용기에 형성되어 있으며 상기 욕의 상부면아래에 배치되고 상기 욕으로 상기 연속금속스트립을 도입시키기 위한 수단으로 구성된 스트립통과개방부, 상기 스트립을 상기코팅금속의 층으로 코팅하기 위하여 스트립통과개방부와 상기 욕을 통하여 연장된 진로를 따라 상기 연속금속스트립을 이동시키기 위한 수단, 상기 욕으로부터 응고된 코팅금속으로 구성되고 상기 개방부의 하류측 위치에서 상기 스트립을 둘러싸고 있으며 상기 스트립에 대하여 고정적이고 상기 스트립이 상기 욕을 통하여 이동시킬 수 있도록 하는 한편 상기 개방부를 통하여 상기 욕으로부터 용융금속의 누출을 방지하기 위한 수단으로 구성된 플러그, 상기 플러그를 형성하여 상기 스트립이 코팅될 때 상기 플러그를 유지하도록 상기 개방부의 상기 용기 하류측내에서 코팅금속을 냉각시키기 위한 수단과, 상기 플러그의 하류측 위치에서 상기 용융금속욕을 가열하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 냉각코팅금속의 플러그를 이용한 용융 도금코팅시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각수단이 상기 플러그를 형성하기 위하여 상기 개방부의 직하류측에서 상기 금속을 냉각시키기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각수단이 상기 스트립과 상기 욕을 통하여 상기 스트립을 이동시키기 위한 상기 수단을 포함하고, 또한 상기 욕을 통하여 상기 스트립을 이동시키므로서 얻게되는 냉각효과를 제어하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로하는 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 시스템이 상기 스트립이 상기 욕을 통하여 이동하는 속도를 제어하기 위한 수단으로 구성되고 상기 코팅금속을 냉각하기 위한 상기 수단이 상기 스트립이 용기의 상기 스트립통과개방부로 진입할 때 상기 코팅금속의 융점이하의 온도로 상기 스트립을 공급하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 냉각효과를 제어하기 위한 상기 수단이 상기 스트립이 상기 스트립통과개방부로 진입하는 스트립온도를 제어하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 스트립의 속도를 제어하기 위한 상기 수단이 상기 스트립속도를 변하지 않게 유지하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 가열수단에 의하여 상기 욕에 주입된 열량이 상기 냉각수단에 의하여 상기 욕으로부터 빼앗긴 열량을 보상하도록 상기 가열수단에 의하여 얻는 가열효과를 제어하기 위한 수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 냉각수단, 상기 가열수단 및 상기 가열효과를 제어하기 위한 수단이 상기 욕의 온도를 비교적 안정되게 유지하기 위하여 상기 냉각수단의 냉각효과와 상기 가열수단의 가열효과를 평형하게 하는 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 평형수단이 상기 플러그를 고체상태로 유지하고 상기 플러그의 길이를 제어하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 가열효과를 제어하기 위한 상기 수단이 상기 욕의 온도를 제어하기 위한 수단으로 구성되고, 상기 욕온도제어수단이 상기 플러그의 직하류측에 배치됨을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각수단이 상기 개방부의 하류측에 배치된 냉각부재로 구성됨을 특징을 하는 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 냉각수단이 상기 냉각부재에 의하여 얻는 냉각효과를 제어하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 냉각부재에 형성된 다수의 냉각채널과, 냉각부재의 상기 각 냉각채널을 통한 냉각유체를 순환시키기 위한 수단이 구성되어 있고, 상기 냉각부재에 의하여 얻은 상기 냉각효과를 제어하기 위한 상기 수단이 냉각유체가 순환되는 냉각부재의 냉각채널의 수를 제어하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 개방부의 직상류측에 배치되고 상기 플러그가 없는 경우 상기 스트립이 상기 욕을 통하여 이동할 수 있도록 하는 한편 상기 개방부를 통하여 상기 욕으로부터 용융금속의 누출을 방지하기 위하여 상기 개방부를 폐쇄하기 위한 게이트수단과, 상기 개방부를 통항 상기 욕으로부터 용융금속의 누출을 방지하기 위한 폐쇄위치와 상기 폐쇄위치로부터 이동된 개방위치사이로 이동되게 상기 게이트수단을 착설하는 수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 게이트수단이 상기 개방부에서 상기 스트립의 각 대향측부에 배치된 한쌍의 게이트와, 상기 용융금속의 누출을 방지하는데 도움이 되도록 스트립이 하류측방향으로 이동할 때 상기 스트립의 양측부에 밀폐결합하기 위한 상기 각 게이트의 와이퍼수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 가열수단이 상기 플러그의 직하류측에서 상기욕의 둘레에 배치된 유도가열수단, 상기 플러그의 직하류측에서 상기 욕을 가로질러 연장되는 부분으로 구성되는 자계를 발생하기 위하여 시변전류를 이용하는 전자기수단과, 상기 플러그의 직하류측의 위치에서 상기 욕에 열을 전도하기 위한 수단중의 적어도 하나로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제 1 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 용기가 상기 개방부로부터 하류측으로 연장된 비교적 좁은 부분과 상기 좁은부분의 하류측에 배치된 비교적 넓은 부분을 가지고, 상기 프러그가 상기 개방부로부터 상기 좁은부분으로 연장되며, 상기 가열수단이 상기 플러그의 직하류측인 상기용기의 부분에 결합됨을 특징으로 하는 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 냉각수단이 상기 개방부의 하류측과 상기 가열수단의 상류측에 배치된 냉각부재로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립을 코팅하기 위하여 욕온도범위가 사전에 선택되고, 상기 가열수단이 열이 상기 욕에 전달되는 활성가열상태와 열이 상기 욕에 전달되지 않는 비활성 가열상태사이로 작동가능한 수단으로 구성되며, 상기 시스템에 상기 욕의 온도를 모니터하기 위한 수단이 구성되어 있고, 또한 상기 시스템에 욕 온도가 상기 욕온도범위의 하측단부에 있을 때 상기 가열수단을 그 활성상태로 작동시키고 욕 온도가 상기 욕온도범위의 상측단부에 있을 때 상기 가열수단을 그 비활성상태로 작동시키기 위한 수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 이동수단이 상기 스트립을 상기 플러그를 통하여 이동시키기 위한 수단으로 구성되고, 상기 플러그가 상기 스트립이 상기 플러그를 통하여 이동할 때 상기 스트립에 마찰을 가하며, 상기 가열수단이 상기 플러그의 길이를 감소시키기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 용기가 상기 개방부로부터 하류측으로 연장된 좁은부분과 상기 좁은부분의 하류측에 배치되는 비교적 넓은 부분을 가지고, 상기 플러그가 상기 개방부로부터 상기 좁은부분으로 연장됨을 특징으로 하는 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 플러그의 직하류측에서 상기 욕을 가로질러 연장되는 부분을 갖는 자계를 발생하기 위하여 시변전류를 이용하는 전자기수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 전자기수단이 상기 플러그의 직하류측인 상기 용기의 부분둘레에 배치되고, 상기 전자기수단이 상기 플러그의 직하류측에서 상기 개방부로부터 연장된 성분을 갖는 방향으로 상기 용융금속욕을 밀어올리는 힘을 가하도록 상기 욕내에 와전류를 유도하는 전자계를 발생하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 전자기수단이 상기 욕을 교란시키기 위한 수단으로 구성되고, 상기 시스템에 상기 전자기수단에 의하여 발생된 교란을 제어하고 전후이동형의 교란을 방지하여 상기 교란에 의한 상기 플러그의 침식을 줄이도록 상기 시변전류의 암페어를 조절하기 위한 수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
  25. 제 1 항에 있어서, 상기 진로를 따라 상기 스트립을 이동시키기 위한 상기 수단이 상기 개방부와 상기 욕을 통하여 연장되는 수직진로를 따라 상기 스트립을 이동시키기 위한 수단으로 구성되고, 상기 용기가 상기 스트립의 평면에 대하여 수직인 수직평면을 따라서 펀넬형의 단면을 가짐을 특징으로 하는 시스템.
  26. 제 1 항에 있어서, 상기 개방부로부터 하류측 방향으로 상기 플러그의 길이를 제어하기 위한 수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 플러그의 길이를 제어하기 위한 상기 수단이 상기 냉각수단의 냉각효과를 제어하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  28. 제 26 또는 제 27 항에 있어서, 상기 가열수단이 플러그의 직하류측에 배치되고, 상기 플러그의 길이를 제어하기 위한 상기 수단이 상기 욕을 비교적 안정된 온도를 유지하도록 상기 가열수단의 가열효과를 제어하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 냉각수단이 상기 개방부의 하류측에 배치된 냉각부재와, 상기 냉각부재에 의하여 얻는 냉각효과를 제어하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 냉각부재가 냉각유체가 순환될 수 있게 되어 있고 상기 스트립통과개방부에 근접하여 배치된 제 1 채널수단과, 역시 냉각유체가 순환될 수 있게 되어 있으며 상기 제 1 채널수단의 하류측에 배치된 제 2 채널수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 냉각수단이 상기 플러그를 형성토록 상기 제 1 채널수단을 통하여 냉각유체를 순환시키기 위한 수단과, 상기 플러그의 길이를 증가시키도록 상기 제 2 채널수단을 통하여 냉각유체를 순환시키기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 냉각효과를 제어하기 위한 상기 수단이 상기 플러그의 길이를 감소시키도록 상기 제 2 채널수단을 통한 냉각유체의 순환을 축소시키기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  33. 제 30 항에 있어서, 상기 냉각수단의 냉각효과를 제어하기 위한 상기 수단이 상기 제 2 채널수단을 통한 냉각유체의 순환을 축소시키기 위한 수단으로 구성되고, 상기 가열수단이 상기 플러그의 직하류측에 배치되며, 상기 가열수단과 상기 순환축소수단이 상기 플러그의 길이를 감소시키도록 협동하는 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 욕을 비교적 안정된 온도로 유지하도록 상기 가열수단의 가열효과를 제어하기 위한 수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
  35. 제 1 항에 있어서, 상기 용기가 상기 스트립을 상기 욕으로 도입하기 위한 상류측 개방부를 가지고, 상기 냉각수단이 냉각부재로 구성되며, 상기 냉각부재는 상기 금속스트립을 위한 통로로 구성되고, 상기 통로는 상기 욕으로부터 용융금속을 받아들이기 위하여 상기 상류측 용기 개방부와 연통하는 하류측개방부와 상기 스트립통과개방부를 구성하고 상기 스트립을 받아들이기 위한 상류측개방부를 가지며, 상기 냉각부재가 상기 스트립통로의 양측에 하나씩 상기 통로를 냉각시키도록 상기 냉각부재를 통하여 냉각유체를 안내하기 위한 한쌍의 채널 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  36. 용융도금코팅시스템에 있어서, 이 시스템이 용융코팅금속의 욕을 수용하고 상기 욕으로 연속금속스트립으로 도입하기 위한 상류측 개방부를 갖는 용기와, 상기 상류측 용기개방부와 결합된 냉각부재로 구성되고, 상기 통로가 상기 욕으로부터 용융금속을 받아들이기 위하여 상기 상류측 용기 개방부를 가지며, 상기 냉각부재가 상기 스트립통로의 양측에 하나씩 상기 통로를 냉각시키도록 상기 냉각부재를 통하여 냉각유체를 안내하기 위한 한쌍의 채널수단을 가짐을 특징으로 하는 용융도금코팅시스템.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 각 채널수단이 제 1 및 제 2 채널로 구성되고, 상기 제 1 채널이 상기 통로의 상기 상류측개방부에 비교적 근접하여 배치되며, 상기 제 2 채널이 상기 제 1 채널의 하류측에 배치됨을 특징으로 하는 시스템.
  38. 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서, 상기 상류측 및 하류측개방부사이의 중간위치에서 상기 통로의 온도를 감지하기 위한 제 1 온도감지수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 제 1 온도감지수단의 하류측의 위치에서 상기 통로의 온도를 감지하기 위한 제 2 온도감지수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
  40. 제 39 항에 있어서, 용기의 상기 상류측개방부의 직하류측에서 상기 용기의 온도를 감지하기 위한 수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
  41. 제 37 항에 있어서, 상기 제 2 채널을 통한 냉각유체의 순환없이 상기 제 1 채널을 통하여 냉각유체를 순환시키고 동시에 상기 제 1 및 제 2 채널을 통하여 냉각유체를 순환시키기 위한 냉각유체제의 수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
  42. 연속금속스트립을 코팅금속층으로 코팅하는 방법에 있어서,
    용융코팅금속의 욕을 수용하기 위한 용기를 제공하는 단계,
    상기 용기내에 상부면을 갖는 용융코팅금속의 욕을 수용하는 단계,
    상기 용기에 형성되고 욕의 상기 상부면 아래에 배치된 스트립통과 개방부를 제공하는 단계,
    상기 스트립통과개방부와 상기 욕을 통하여 연장된 진로를 따라 연속금속스트립을 이동시키는 단계,
    스트립이 상기 진로를 따라 이동할 때 상기 스트립을 상기 코팅금속의 층으로 코팅하는 단계,
    상기 욕으로부터 응고된 코팅금속으로 구성되고 상기 개방부의 하류측 위치에서 상기 스트립을 둘러싸고 있으며 상기 스트립에 대하여 고정적인 플러그를 형성하는 단계,
    상기 스트립이 상기 욕을 통하여 이동하도록 하는 한편 상기 개방부를 통하여 상기 욕으로부터 용융코팅금속의 누출을 방지하도록 상기 플러그를 이용하는 단계,
    상기 플러그를 형성하고 유지하도록 상기 개방부의 하류측에서 상기 용기내의 코팅금속을 냉각시키는 단계와,
    상기 플러그의 하류측 위치에서 상기 용융금속욕을 가열하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는
    연속금속스트립을 코팅금속층으로 코팅하는 방법.
  43. 제 42 항에 있어서, 상기 냉각단계가 상기 플러그를 형성토록 상기 개방부의 직하류측에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  44. 제 42 항에 있어서, 상기 냉각단계가 상기 스트립과 상기 욕을 통한 상기 스트립의 이동을 이용하고, 상기 욕을 통한 상기 스트립의 이동으로 얻는 냉각효과를 제어하는 단계가 구성되어 있음을 특징으로 하는 방법.
  45. 제 44 항에 있어서, 상기 방법이 상기 스트립이 상기 욕을 통하여 이동하는 속도를 제어하는 단계로 구성되며, 상기 냉각효과를 제어하는 상기 단계가 상기 스트립이 용기의 상기 스트립통과개방부로 진입할 때 상기 코팅금속의 융점이하의 온도로 상기 스트립을 제공하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 냉각효과를 제어하는 단계가 상기 스트립이 상기 스트립통과개방부로 진입하는 스트립온도를 제어하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 스트립의 속도를 제어하기 위한 상기 단계가 상기 스트립의 속도를 변화하지 않도록 유지하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 45 항에 있어서, 상기 방법이 스트립이 상기 스트립통과개방부로 진입하기 전에 상기 스트립의 표면에 용제를 도포하는 단계로 구성되고, 상기 스트립이 상기 용제가 도포되는 시간과 상기 스트립이 상기 욕으로 진입하는 시간사이의 시간중에 상기 용제가 해리되는 온도이하의 상승된 온도로 유지되며, 상기 스트립이 상기 플러그를 형성하고 유지하기 위하여 상기 스트립이 상기 냉각단계를 수행할 수 있도록 상기 코팅금속의 융점이하의 온도에서 상기 스트립 통과개방부로 진입함을 특징으로하는 방법.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 코팅금속이 아연으로 구성되고, 상기 욕은 상기 스트립이 상기 스트립통과 개방부로 진입할 때 420 ℃ (788 ℉) 보다 높은 온도를 가지며, 상기 스트립이 상기 스트립 통과개방부를 진입할 때 38 ℃ (100 ℉) 이상 120 ℃ (248 ℉) 이하의 온도를 가짐을 특징으로 하는 방법.
  50. 제 44 항에 있어서, 가열단계에 의하여 상기 욕으로 도입된 열량이 상기 냉각단계로 상기 욕으로부터 빼앗긴 열량을 보상하도록 상기 가열 단계에 의하여 얻는 가열효과를 제어하는 단계가 구성되어 있음을 특징으로 하는 방법.
  51. 제 50 항에 있어서, 상기 욕의 온도를 비교적 안정되게 유지하기 위하여 상기 냉각단계의 냉각효과와 상기 가열단계의 가열효과가 평형을 유지하도록 하는 단계가 구성되어 있음을 특징으로 하는 방법.
  52. 제 51 항에 있어서, 상기 평형단계가 상기 플러그를 고체상태로 유지하고 상기 플러그의 길이를 제어함을 특징으로 하는 방법.
  53. 제 50 항 또는 제 52 항에 있어서, 상기 가열효과를 제어하기 위한 상기 단계가 상기 욕의 온도를 제어하는 단계와 상기 플러그의 직하류측 위치에서 상기 욕 온도제어단계를 수행하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  54. 제 42 항에 있어서, 상기 냉각단계가 상기 개방부의 하류측에 배치된 냉각부재를 이용함을 특징으로 하는 방법.
  55. 제 54 항에 있어서, 상기 냉각단계가 상기 냉각부재에 의하여 얻는 냉각효과를 제어하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  56. 제 55 항에 있어서, 다수의 냉각채널을 갖는 상기 냉각부재를 제공하는 단계와, 상기 냉각부재를 통하여 냉각유체를 순환시키는 단계가 구성되어 있으며, 상기 냉각부재에 의하여 얻는 냉각효과를 제어하는 상기 단계가 냉각유체가 순환되는 상기 냉각부재의 냉각 채널의 수를 제어하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  57. 제 42 항에 있어서, 상기 플러그가 없는 경우 상기 스트립이 상기 욕을 통하여 이동할 수 있도록 하는 한편 상기 개방부를 통하여 상기 개방부를 통하여 상기 욕으로부터 용융금속의 누출을 방지토록 상기개방부를 폐쇄하기 위하여 상기 개방부의 직상류측에 배치된 게이트 수단을 이용하는 단계와, 상기 개방부를 통하여 상기 욕으로부터 용융금속의 누출을 방지하기 위한 폐쇄위치와 상기 폐쇄위치로부터 이동된 개방위치사이로 이동토록 상기 게이트수단을 착설하는 단계가 구성되어 있음을 특징으로 하는 방법.
  58. 제 57 항에 있어서, 상기 게이트수단으로서 상기 개방부에서 상기 스트립의 각 대향측에 각각 배치된 한쌍의 게이트를 이용하는 단계와, 상기 용융금속의 누출을 방지하는데 도움이 되도록 스트립이 하류측 방향으로 이동할 때 상기 스트립의 각 대향측에 밀폐결합하기 위하여 상기 각 게이트의 와이퍼 수단을 이용하는 단계가 구성되어 있음을 특징으로 하는 방법.
  59. 제 42 항에 있어서, 상기 가열단계가 상기 플러그의 직하류측의 위치에서 유도가열을 수행하는 단계, 상기 플러그의 직하류측에서 상기 욕을 가로질러 연장되는 부분으로 구성된 시변자계를 발생하는 단계와, 상기 플러그의 직하류측 위치에서 열전도를 수행하는 단계중에서 적어도 하나의 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  60. 제 59 항에 있어서, 상기 용기가 상기 개방부로부터 하류측으로 연장된 비교적 좁은 부분과 상기 좁은 부분의 하류측에 배치된 비교적 넓은 부분을 가지고, 상기 플러그가 상기 개방부로부터 상기 좁은 부분으로 연장되며, 상기 가열단계가 상기 플러그의 직하류측 위치에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  61. 제 60 항에 있어서, 상기 냉각단계가 상기 개방부의 하류측과 상기 가열단계가 수행되는 위치의 상류측에 배치된 냉각부재를 이용함을 특징으로 하는 방법.
  62. 제 42 항에 있어서, 상기 스트립을 코팅하기 위한 욕온도범위가 사전에 선택되고, 상기 가열단계가 열이 상기 욕에 전달되는 활성 단계와 열이 상기 욕에 전달되지 않는 비활성단계를 가지며, 상기 방법이 상기 욕의 온도를 모니터하는 단계, 상기 욕 온도가 상기 욕온도범위의 하측단에 있을 때에 상기 욕을 가열토록 상기 활성 가열단계를 이용하는 단계와, 욕온도가 상기 욕온도범위의 상측단에 있을때 상기 비활성단계를 이용하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  63. 제 42 항에 있어서, 상기 이동단계가 상기 플러그를 통하여 상기 스트립을 이동시키는 단계로 구성되고, 상기 플러그가 스트립이 플러그를 통하여 이동할 때 상기 스트립에 마찰을 가하여, 상기 방법이 상기 플러그의 길이를 줄여 상기 플러그에 의하여 상기 스트립에 가하여지는 마찰을 줄이도록 상기 가열단계를 이용하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  64. 제 42 항에 있어서, 상기 방법이 상기 스트립이 상기 스트립통과 개방부로 진입할 때 너무 높아서 상기 스트립이 상기 냉각단계를 수행할 수 없는 온도를 갖는 상기 스트립을 제공하는 단계로 구성되고, 상기 냉각단계가 상기 개방부의 하류측에 배치된 냉각부재를 이용함을 특징으로 하는 방법.
  65. 제 64 항에 있어서, 상기 코팅금속이 아연으로 구성되고, 상기 욕이 420 ℃ 이상 500 ℃ (788 ℉ - 932 ℉)까지의 온도로 유지되며, 상기 스트립온도가 상기 스트립이 상기 스트립통과개방부로 진입할때 상기 욕을 위하여 유지된 온도범위내에 있음을 특징으로 하는 방법.
  66. 제 42 항에 있어서, 상기 용기가 상기 개방부로부터 하류측으로 연장된 비교적 좁은 부분과 상기 좁은 부분의 하류측에 배치된 비교적 넓은 부분을 가지고, 상기 플러그가 상기 개방부로부터 상기 좁은 부분으로 연장되며, 상기 방법이 상기 플러그의 직하류측 위치에서 상기 욕을 가로질러 연장되는 부분을 갖는 자계를 발생하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  67. 제 66 항에 있어서, 상기 자계를 발생하는 단계가 상기 플러그의 직하류측에서 상기 개방부로부터 연장된 성분을 갖는 방향으로 상기 용융금속욕을 밀어올리는 힘을 가하도록 상기 자계와 협동하는 상기 욕내에 와전류를 유도하는 전자계를 발생하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  68. 제 66 항에 있어서, 상기 자계를 발생토록 시변전류를 이용하는 단계, 상기 욕을 교란시키도록 상기자계를 이용하는 단계와, 상기 자계에 의하여 발생된 교란을 제어하고 전후이동하는 교란을 방지하므로서 상기 교란에 의한 상기 플러그의 침식을 줄이도록 상기 시변전류의 암페어를 조절하는 단계가 구성되어 있음을 특징으로 하는 방법.
  69. 제 42 항에 있어서, 상기 진로를 따라 상기 스트립을 이동시키는 단계가 상기 개방부와 상기 욕을 통하여 연장된 수직진로를 따라서 상기 스트립을 이동시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  70. 제 42 항에 있어서, 상기 개방부으로부터 하류측 방향으로 상기 플러그의 길이를 제어하는 단계가 구성되어 있음을 특징으로 하는 방법.
  71. 제 70 항에 있어서, 상기 길이제어 단계가 상기 플러그의 하류측에 배치된 욕의 압력으로 상류측방향으로 밀리는 것을 방지하고 상기 욕의 열에 의한 부분적인 용해를 방지하기 위하여 충분한 길이를 갖는 상기 플러그를 제공하는 단계와, 스트립이 상기 플러그를 통하여 하류측방향으로 이동할 때 상기 스트립에 과잉저항이 가하여지는 것을 방지할 수 있도록 충분히 짧은 길이를 갖는 상기 플러그를 제공하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  72. 제 70 항에 있어서, 상기 길이제어단계가 상기 냉각단계의 냉각효과를 제어하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  73. 제 70 항 또는 제 72 항에 있어서, 상기 플러그의 직하류측에서 상기 가열단계를 수행하는 단계와, 상기 욕을 비교적 안정된 온도로 유지하도록 상기 가열단계의 가열효과를 제어하는 단계가 구성되어 있음을 특징으로 하는 방법.
  74. 제 70 항에 있어서, 상기 플러그의 길이를 제어하는 상기 단계가 상기 냉각단계의 냉각효과를 제어하는 단계, 상기 가열단계의 가열효과를 제어하는 단계와, 이들 단계의 조합을 이용하는 단계 중 적어도 하나의 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  75. 제 74 항에 있어서, 상기 스트립의 속도를 변화하지 않게 유지하는 단계가 구성되어 있음을 특징으로 하는 방법.
  76. 제 70 항에 있어서, 상기 냉각단계가 상기 개방부의 하류측에 배치된 냉각부재를 이용하는 단계와, 상기 냉각부재에 의하여 얻는 냉각효과를 제어하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  77. 제 76 항에 있어서, 상기 냉각단계가 냉각유체가 순환될 수 있으며 상기 스트립통과 개방부에 비교적 근접되게 배치된 제 1 채널수단을 갖는 상기 냉각부재를 제공하는 단계, 냉각유체가 순환될 수 있으며 상기 제 1 채널수단의 하류측에 배치된 제 2 채널수단을 갖는 상기 냉각 부재를 제공하는 단계, 상기 플러그를 형성토록 상기 제 1 채널수단을 통하여 냉각유체를 순환시키는 단계와, 상기 플러그의 길이를 증가시키기 위하여 상기 제 2 채널수단을 통하여 냉각유체를 순환시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  78. 제 77 항에 있어서, 상기 냉각효과를 제어하는 단계가 상기 플러그의 길이를 감소시키기 위하여 상기 제 2 채널을 통한 냉각유체의 순환을 축소시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  79. 제 78 항에 있어서, 상기 플러그의 직하류측에서 상기 가열단계를 수행하는 단계가 구성되어 있으며, 상기 가열단계가 상기 플러그의 길이를 감소시키기 위하여 상기 순환축소단계와 협동함을 특징으로 하는 방법.
  80. 제 79 항에 있어서, 상기 욕을 비교적 안정된 온도로 유지하도록 상기 가열단계의 가열효과를 제어하는 단계가 구성되어 있음을 특징으로 하는 방법.
  81. 제 42 항의 방법의 시작 방법에 있어서,
    상기 욕이 없이 빈 상태로 상기 용기를 제공하는 단계,
    상기 플러그가 없는 경우 스트립이 상기 개방부와 상기 욕을 통하여 이동되도록 하는 한편 상기 개방부를 통하여 상기 욕으로부터 코팅금속의 누출을 방지하기 위하여 상기 개방부를 폐쇄토록 상기 스트립통과개방부의 직상류측에 폐쇄가능한 게이트수단을 배치하는 단계,
    상기 게이트수단을 폐쇄하는 단계,
    상기 용기에 용융코팅금속을 주입하는 단계,
    용융코팅금속이 상기 용기로 주입될 때 상기 연속금속스트립을 그 진로를 따라 이동시키는 단계,
    상기 플러그를 형성토록 상기 개방부의 하류측 위치에서 상기 용기에 주입된 용융코팅금속을 냉각시키는 단계와,
    상기 게이트를 개방시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는
    연속금속스트립을 코팅금속층으로 코팅하는 방법의 시작 방법.
  82. 제 81 항에 있어서,
    상기 플러그가 형성되는 위치의 하류측에서 상기 욕의 부분을 초기에 가열하지 않는 단계와,
    플러그가 형성되었을 때 상기 플러그의 직하류측 욕의 부분을 가열하는 단계가 구성되어 있음을 특징으로 하는
    연속금속스트립을 코팅금속층으로 코팅하는 방법의 시작 방법.
  83. 제 81 항에 있어서,
    초기 용융금속의 신속한 냉각이 이루어지도록, 상기 용기에 상기 용융코팅금속을 주입하기 전에 상기 개방부의 직하류측에서 상기 코팅금속으로된 냉각금속 쇼트편을 배치하는 단계로 구성되어 있음을 특징으로 하는,
    연속금속스트립을 코팅금속층으로 코팅하는 방법의 시작 방법.
  84. 제 81 항 내지 제 83 항 중 어느 한 항에 있어서,
    욕의 일부를 냉각시켜 플러그를 형성토록 상기 개방부의 직하류측 위치에서 상기 냉각단계를 수행하는 단계로 구성되어 있음을 특징으로 하는,
    연속금속스트립을 코팅금속층으로 코팅하는 방법의 시작 방법.
  85. 제 42 항에 있어서, 상기 코팅금속이 아연, 알루미늄 및 이들 각각의 합금의 하나로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
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