KR100590832B1 - 도금강판의 에지온도 균일화장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

냉연강판의 내식성 강화나 외관적으로 미려하기 위하여 또는, 수요자의 요구에 따라 표면 처리된 도금강판의 에지온도 균일화장치 및 방법이 제공된다.

상기 도금강판의 에지온도 균일화장치는, 도금강판의 에지부분에 근접 배치되면서 도금강판 에지부분에서의 가변 국부적인 가열을 수행토록 도금강판의 폭방향으로 배치되되 강판의 폭방향으로 에지부분에 근접할수록 강판의 길이방향으로 설치수가 증가되어 배열되거나 강판의 폭방향으로 배열되면서 강판 길이방향으로는 동일한 수로 배치되어 강판 에지부분에 근접할 수록 가열용량이 증대되어 배치된 다수의 가열수단을 구비하고, 상기 가열수단은 전원 인가시 화염분사없이 강판을 가열시키는 유도코일로 구성된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 도금된 강판이 에어나이프를 통과하면서 그 도금두께가 조정되고 이후 재 가열시 강판의 폭방향으로 온도분포가 균일하지 않은 경우 발생되는 도금 불량, 도금색 편차 또는 띠발생등의 여러 표면 결함요인을 효과적으로 방지시키어 도금강판 특히, 도금품질이 중요한 자동차강판의 품질을 향상시키는 보다 개선된 효과를 얻을 수 있다.

도금강판, 자동차강판, 도금강판 온도 균일화장치, 강판의 온도 균일화 방법

Description

도금강판의 에지온도 균일화장치 및 방법{An Apparatus and A Method for Uniforming the Temperature at Edge of Plating Strip in Cold Mill line}

도 1은 일반적인 강판의 도금공정시 도금후 도금두께를 제어하기 위한 에어나이프 작동을 도시한 개랙도

도 2는 도 1의 작업중 도금강판의 에지부분에서 보다 과냉각되는 상태를 도시한 그래프도

도 3은 종래 냉각되기 쉬운 도금강판의 에지부분을 가열하여 도금강판의 온도분포를 조정하기 위한 도금강판 국부 가열작업을 도시한 개략도

도 4는 종래 방법으로 도금강판의 에지 온도보상 상태를 도시한 그래프도

도 5는 본 발명에 따른 도금강판의 에지온도 균일화장치 및, 도금강판의 에지부 온도보상상태를 도시한 그래프를 포함하는 구성도

도 6은 본 발명인 도금강판의 에지온도 균일화장치에 의한 도금강판의 전체 온도분포를 도시한 그래프도

도 7은 도 5의 다른 실시예를 도시한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 온도균일화 장치 10.... 도금강판

10'.... 강판 에지부분 30.... 가열수단

본 발명은 냉연강판의 내식성 강화나 외관적으로 미려하기 위하여 또는, 수요자의 요구에 따라 표면 처리된 도금강판의 에지온도 균일화장치 및 방법에 관한 것이며, 보다 상세히는 도금된 강판이 에어나이프를 통과하면서 그 도금두께가 조정되고 이후 재 가열시 강판의 폭방향으로 온도분포가 균일하지 않은 경우 발생되는 도금 불량, 도금색 편차 또는 띠발생등의 여러 표면 결함요인을 효과적으로 방지시키어 도금강판 특히, 도금품질이 중요한 자동차강판의 품질을 향상시킬 수 있도록 한 도금강판의 에지온도 균일화장치 및 방법에 관한 것이다.

통상 제철공장에서 생산되는 냉연강판제품은 냉연강판의 표면 내식성이나 내마모성을 높이거나 강판의 외관을 미려하게 하기 위하여 또는, 수요자의 요구에 따라 특정 도금작업을 수행하는 도금공정을 거치게 된다.

즉, 통상적으로 강판의 내식성을 높이기 위하여 수행하는 아연도금은 연속진행되는 강판을 아연도금액이 충진된 도금조를 통과시키면서 연속적으로 도금하여 강판의 표면처리를 수행하는 것이다.

그런데, 이와 같은 도금강판중 예를 들어 합금화 용융아연 도금강판(GA 강 판)은 융용아연 도금후 강판의 용접시 그 용접성을 향상시키기 위하여 아연 도금된 강판의 표면을 재가열하는 합금화 공정을 수행하고, 이와 같은 합금화 용융아연 도금강판은 용접 등으로 차체를 제작하는 자동차용 강판으로 주로 사용된다.

그리고, 이와 같은 도금강판 예를 들어, 도금후 재 가열시키어 도금층의 합금화를 이루어 용접성을 높이는 합금화 용융아연 도금강판인 경우, 용접성은 높이지만 도금상태가 중요한데, 도금후 열처리시 온도가 도금강판에 걸쳐 균일하게 유지되지 않으면 도금강판의 색상이나 띠발생등의 영향을 받기 때문이다.

한편, 용융아연 도금액이 충진된 도금조를 통과하는 강판의 표면에 도금이 수행되면, 강판의 도금두께를 제어하기 위한 작업이 수행되고, 이후 도금강판의 재 가열이 수행되고, 이와 같은 재 가열이 수행된 도금강판을 합금화 용융아연 도금강판이라 한다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 도금조를 거쳐 표면에 융용아연이 도금된 도금강판(100)은 에어를 닙에서 일정압력으로 분사시키는 에어나이프 (110)(air knife)사이를 통과하면서 그 표면의 도금량(도금두께)가 제어된다.

그리고, 에어나이프(110)를 통과한 도금강판(100)은 도금량이 제어된 상태에서 재 가열되고, 이때 도금강판의 합금화가 진행된다.

그런데, 이와 같은 에어나이프(110)를 통과하는 도금강판(100)에는 고압의 에어가 분사되므로 도금강판은 냉각되고 재 가열 단계를 거치면서 강판의 합금화가 진행된다.

한편, 도 1 및 도 2 에서 도시한 바와 같이, 도금강판의 온도분포를 보면 도 금강판(100)의 에지부분(100')이 강판의 안쪽부분보다는 더 냉각되기 쉬운데, 이는 강판 에지부분(100') 다른쪽 부분보다 공기에 노출되는 부분이 더 크고, 공기로의 열 전달도 더 원활하게 이루어 지기 때문이다.

따라서, 도 2의 그래프와 같이 강판의 폭방향으로 에지부분(100')에서의 온도분포가 급속히 낮아지게 되고, 특히 도금강판(100)의 도금두께를 제어하기 위하여 에어나이프(110)를 통과할때 분사되는 에어에 의하여 도금강판의 에지부분 냉각은 필요이상으로 과냉각되기 쉽다.

그런데, 이와 같은 도금강판의 에지부분에서의 과냉각 즉, 폭방향으로 강판 전체의 온도분포가 균일하지 않으면 여러 문제가 발생되는데, 예를 들어 강판의 표면 온도분포가 폭방향으로 균일하지 않으면 강판의 재가열을 통한 합금화과정에서 합금화도에 상당한 차이를 발생시키면서 강판제품의 표면색상에서 강판 폭방향으로 서로 다른 차이를 발생시킬 수 있다.

즉, 이와 같은 강판의 색상 편차는 에지부분에서 보다 원활하게 도금강판의 폭방향으로 온도편차가 발생되기 때문이다.

그리고, 강판의 폭방향 온도분포가 불균일하면 쉽게 냉각되거나 과냉각되기 쉬운 도금강판의 에지부분에서 띠형태로 표면결함이 발생되기 쉽다.

결국, 강판 에지부분에서의 온도 편차에 의한 색상이나 도금불량이 발생된 부분을 절단하여 제품 출하시키거나 강판 자체를 불량 처리하게 되어 비용적으로 상당한 손실이 발생된다.

한편, 이와 같은 도금강판의 온도 불균일을 해소하기 위한 종래의 방법이 도 3 및 도 4에서 도시하고 있다.

즉, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 에어나이프(도 1의 110)의 후단에서 도금강판(100)의 에지부분만을 국부적으로 가열시키는 가스화염을 이용한 가열버너(120)룰 설치하여 가스연소시 발생되는 화염을 이용하여 도금강판의 에지부분을 가열하였다.

즉, 도 4에서 도시한 바와 같이, 강판 에지부분(100')에 해당하는 온도를 강제로 가열하여 높임으로서 T에서 T'의 온도분포선을 유지하도록 한 것이다.

이때, 가열된 부분에 해당하는 온도분포선(T')이 기존 온도분포선(T)보다 더 높게 되도로고 가열하는 이유는 가열후 다시 냉각될떼 강판 에지부분이 보다 원활하게 되기 때문에, 가열기에 진입되기 전까지의 냉각정도를 감안하여 가열시키기 때문이다.

그러나, 도 3에서 도시한 종래 가스 연소에 의한 화염분사방식(120)을 통하여 도금강판의 에지가열에 있어서는, 분사공(122a)들이 형성된 하나의 분사공 헤드링(122)만으로 도금강판의 에지부분을 가열하기 때문에, 실 조업상에서는 강판 에지부분의 가열정도가 정밀하지 않는 다른 문제를 발생시킨다.

그리고, 이와 같은 종래 화염방식의 가열기구(120)에 있어서는 강판의 온도상승정도를 정확하게 예측하기 어려워 도금강판의 온도분포 균일이 어렵고, 화염 접촉면과 비접촉면사이의 온도편차가 심하여 도금강판의 열처리시 띠 형상이 발생되는 또 다른 문제점들이 있었다.

이에 따라서, 도금강판 즉, 합금화 융용아연 도금강판(GA 강판)의 합금화를 위한 재가열전에 도금강판의 온도분포를 효과적으로 균일화시키는 장치나 방법이 제공되면 바람직할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 도금된 강판이 에어나이프를 통과하면서 그 도금두께가 조정되고 이후 합금화를 위한 재 가열시 강판의 폭방향으로 온도분포가 균일하지 않은 경우 발생되는 도금 불량, 도금색 편차 또는 띠발생등의 여러 표면 결함요인을 효과적으로 방지시키어 도금강판(합금화 융용아연 도금강판)의 도금 품질을 향상시키는 것은 물론, 특히 강판의 폭에 대응하여 강판 폭방향으로 가변 배열되거나 용량 가변으로 강판 에지부분의 온도분포를 보다 균일하게 하는 도금강판의 에지온도 균일화장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서 본 발명은, 도금강판의 폭방향 온도편차를 해소하기 위한 에지온도 균일화장치에 있어서, 상기 도금강판의 에지부분에 근접 배치되면서 도금강판 에지부분에서의 가변 국부적인 가열을 수행토록 도금강판의 폭방향으로 배치되되 강판의 폭방향으로 에지부분에 근접할수록 강판의 길이방향으로 설치수가 증가되어 배열되거나 강판의 폭방향으로 배열되면서 강판 길이방향으로는 동일한 수로 배치되어 강판 에지부분에 근접할 수록 가열용량이 증대되어 배치된 다수의 가열수단을 구비하고, 상기 가열수단은 전원 인가시 화염분사없이 강판을 가열시키는 유도코일로 구성된 도금강판의 에지온도 균일화장치를 제공한다.
또한, 다른 기술적인 측면으로서 본 발명은, 도금강판의 폭방향 온도편차를 해소하기 위한 에지온도 균일화방법에 있어서, 상기 도금강판의 에지부분에 근접 할수록 강판에 가해지는 가열용량을 증대시키어 강판 에지부분의 온도분포 균일을 유지시키되, 상기 강판의 에지부분 온도균일은 강판의 폭방향으로 같은 선상에서 강판의 길이방향으로 다른 수로 배열되거나 강판의 폭방향으로 동일선상에서 가열용량이 점진적으로 증대되도록 배열된 가열수단을 통하여 가열되어 강판의 온도분포를 균일하게 되는 도금강판의 에지온도 균일화방법을 제공한다.

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이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 도금강판의 에지온도 균일화장치 및, 도금강판의 에 지부 온도보상상태를 도시한 그래프를 포함하는 구성도이고, 도 6은 본 발명인 도금강판의 에지온도 균일화장치에 의한 도금강판의 전체 온도분포를 도시한 그래프도이며, 도 7은 도 5의 다른 실시예를 도시한 개략도이다.

먼저, 도 5에서는 본 발명인 도금강판의 에지온도 균일화장치(1)의 전체 구성을 도시하고 있다.

즉, 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 도금강판의 에지온도 균일화장치 (1)는, 도금강판의 폭방향 온도편차를 해소하기 위한 것으로서, 도금강판 (10)의 에지부분(10')에 근접 배치되면서 도금강판 에지부분에서의 가변 국부적인 가열을 수행토록 도금강판의 폭방향으로 배치된 다수의 가열수단(30)들을 구비하고 있다.

이때, 상기 가열수단(30)은 비화염방식으로 강판 에지부분을 가열하도록 구성되는데 예를 들어 상기 가열수단(30)은 유도 코일로 구성되어 전원 인가시 화염분사없이 강판을 가열시키도록 구성될 수 있다.

따라서, 도 1과 같이 종래 도금강판(100)의 에지부분(100')을 하나의 화염분사방식의 가열기구(120)를 이용하여 가열하는 것에 비하여, 본 발명의 도금강판의 에지온도 균일화장치(1)를 이용하면 도 5 에서와 같이 도금강판(10)의 폭방향으로 에지부분(10')으로 갈수록 냉각이 쉽거나 과냉각되어도 강판 에지부분(10')의 온도 균일분포를 정밀하게 유지시킬 수 있도록 하는 것이다.

특히, 본 발명의 가열수단(30)은 유도코일형태로 설치되어 있어 화염에 의한 종래의 여러 문제를 발생시키지 않게 한다.

이때, 본 발명의 가열수단(30)은 2가지 형태로 설치되어 강판 에지부분 (10') 에서의 온도분포를 균일하게 유지시킬 수 있는데, 도 5에서 도시한 바와 같이, 그 첫번째 방식으로는 유도코일로 제공된 가열수단(30)들이 강판(10)의 폭방향으로 에지부분에 근접할수록 강판의 길이방향으로 설치수가 증가되도록 배열시키는 것이다.

즉, 강판에서 가장 냉각이 빠르게 진행되는 에지부분으로 갈수록 같은 가열용량을 가진 유도코일의 가열수단(30)을 가장 많이 설치하고 강판의 중앙부분으로 갈수록 가열수단(30)의 수를 줄이는 것이다.

예를 들어, 강판 에지부분에서 3개,2개 1개의 순으로 강판 길이방향으로 설치수를 배열하는 것이다.

결국, 진행되는 강판(100)의 에지부분(100')에서 배열된 가열수단(30)에 의하여 강판 폭방향으로 다른 열량으로 가열되기 때문에, 강판 에지부분에서의 온도 균일이 수행되게 된다.

따라서, 도 5에서와 같은 본 발명의 장치(1)에 의하면, 도금되고 그 두께가 에어나이프(도 1의 110)에서 제어 된후, 용접성을 높이기 위하여 합금화를 위한 도금강판(10)의 재 가열시 강판의 폭방향으로 에지와의 온도편차가 발생되지 않아 색상편차나 띠 발생과 같은 재 가열시의 문제를 해소시키는 것이고, 유도코일로서 가열원을 제공하기 때문에, 종래 화염으로 인한 추가적인 문제도 예방시키는 것이다.

한편, 도 6에서는 상기와 같이 강판의 폭방향으로는 동일한 가열량을 갖도록 하면서 강판의 길이방향으로는 설치수를 달리한 가열수단(30)의 배열시 강판 에지 부분에서의 온도 보상상태를 알 수 있는데, 강판의 에지부분에서의 과냉각부분을 에지에 근접할 수록 가열시키어 전체적으로 도금강판 즉, 합금화 용융아연 도금강판의 전체 온도분포를 균일하게 하고, 이 상태에서 합금화를 위한 재가열 상태로 진입시키는 것이다.

이때, 도 6에서는 도금강판의 온도선이 거의 직선상으로 도시하였지만, 이는 이해를 돕기 위한 것이고, 실제로는 진행되는 도금강판(10)이 가열수단 (30)들을 통과한후 재가열전에 또 냉각될 수 있다는 점을 감안하여 더 가열시키는 것이 바람직하다.

다음, 두번째의 가열수단 배열방법은 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 가열수단(30)을 강판의 폭방향으로 배열되면서 강판 길이방향으로는 동일한 수로 배치되고, 강판 에지부분에 근접할 수록 가열용량이 증대된 동일 숫자의 가열수단 (30a)(30b)(30c)들을 배치시키는 것이다.

즉, 이와 같은 방법은 가열수단(30)의 용량을 단계적으로 높아지는 여러개의 가열수단 즉, 유도코일들을 설치수는 같게 하여 강판의 폭방향으로 동일선상에 배열한 것이다.

이경우에도 강판의 에지부분으로 갈수록 가열용량이 증가하기 때문에, 도 6에서와 같은 도금강판의 온도보상이 이루어 질 것이다.

물론, 도 5 및 도 7에서의 본 발명에 따른 도금강판의 온도 균일화장치(1)에서 가열수단(30)들의 배열형태는 강판의 전체 폭이나 두께 또는 강판의 종류에 따라 대응할 수 있음은 물론이다.

다음, 이와 같은 본 발명의 도금강판의 폭방향 온도편차를 해소하기 위한 에지온도 균일화장치를 이용한 방법을 설명하면, 도 5 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 도금강판의 에지부분에 근접 할수록 강판에 가해지는 가열용량을 증대시키어 강판 에지부분의 온도분포 균일을 유지시키는 것이다.

이때, 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 강판의 에지부분 온도균일은 강판의 폭방향으로 같은 선상에서 강판의 길이방향으로 다른 수로 배열시키는 것이 가능하고, 또는 강판의 폭방향으로 동일선상에서 가열용량이 점진적으로 증대되도록 배열시키어 전체적으로 강판의 폭방향 온도분포를 균일하게 하는 것이다.

이에 따라서, 본 발명인 도금강판의 에지온도 균일화장치에 의하면, 종래에 비하여 도금강판의 폭방향으로 냉각정도에 대응하여 차별화한 가열을 하기 때문에, 도금강판 특히, 합금화 용융아연 도금강판의 도금품질을 가일층 향상시키는 것이다.

이와 같은 본 발명인 도금강판의 에지온도 균일화장치에 의하면, 도금된 강판이 에어나이프를 통과하면서 그 도금두께가 조정되고 이후 합금화를 위한 재 가열시 강판의 폭방향으로 온도분포가 균일하지 않은 경우 발생되는 도금 불량, 도금색 편차 또는 띠발생등의 여러 표면 결함요인을 효과적으로 방지시키어 도금강판(합금화 융용아연 도금강판)의 도금 품질을 향상시키는 것은 물론, 특히 강판의 폭에 대응하여 강판 폭방향으로 가변 배열되거나 용량 가변으로 강판 에지부분의 온도분포를 보다 균일하게 하는 우수한 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (7)

1. 도금강판의 폭방향 온도편차를 해소하기 위한 에지온도 균일화장치에 있어서,

   상기 도금강판의 에지부분에 근접 배치되면서 도금강판 에지부분에서의 가변 국부적인 가열을 수행토록 도금강판의 폭방향으로 배치되되 강판의 폭방향으로 에지부분에 근접할수록 강판의 길이방향으로 설치수가 증가되어 배열되거나, 강판의 폭방향으로 배열되면서 강판 길이방향으로는 동일한 수로 배치되어 강판 에지부분에 근접할 수록 가열용량이 증대되어 배치된 다수의 가열수단을 구비하고,

   상기 가열수단은 전원 인가시 화염분사없이 강판을 가열시키는 유도코일로 구성된 것을 특징으로 하는 도금강판의 에지온도 균일화장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 가열수단은 강판의 폭방향으로 에지부분에 근접할수록 강판의 길이방향으로 설치수가 증가되어 배치된 것을 특징으로 하는 도금강판의 에지온도 균일화장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 가열수단은 강판의 폭방향으로 배열되되 강판 길이방향으로는 동일한 수이고 강판 에지부분에 근접할 수록 가열용량은 증대토록 배치된 것을 특징으로 하는 도금강판의 에지온도 균일화장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 도금강판은 도금후 재가열되어 후 용접성을 높이도록 합금화되는 합금화 용융아연 도금강판인 것을 특징으로 하는 도금강판의 에지온도 균일화장치.
6. 도금강판의 폭방향 온도편차를 해소하기 위한 에지온도 균일화방법에 있어서, 상기 도금강판의 에지부분에 근접 할수록 강판에 가해지는 가열용량을 증대시키어 강판 에지부분의 온도분포 균일을 유지시키되, 상기 강판의 에지부분 온도균일은 강판의 폭방향으로 같은 선상에서 강판의 길이방향으로 다른 수로 배열되거나 강판의 폭방향으로 동일선상에서 가열용량이 점진적으로 증대되도록 배열된 가열수단을 통하여 가열되어 강판의 온도분포를 균일하게 되는 것을 특징으로 하는 도금강판의 에지온도 균일화방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 도금강판은 도금후 재가열되어 후 용접성을 높이도록 합금화되는 합금화 용융아연 도금강판인 것을 특징으로 하는 도금강판의 에지온도 균일화방법.

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