KR100807570B1 - 냉간 압연 스트립의 표면 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉간 압연 스트립 표면의 오염물질을 보다 효율적으로 세정 제거하기 위한 장치에 관한 것으로, 스트립의 길이 방향으로 설치한 크랭크 축(5)과, 그 축에 연결된 브러쉬 롤(50)과, 크랭크 편심축(5’)에 연결된 실린더(34)를 포함하고, 탱크(T)내 용액이 실린더(34)에서 고압으로 된 후 중공축(51)를 통과하여 스트립(S) 표면에 분산되어 마찰과 버블링(K)을 일으키도록 구성되고, 크랭크 축(5)의 회전 운동이 브러쉬 롤의 직선 운동으로 바뀌어 스트립 표면에 기계적인 힘을 가하고 이로써 스트립(S) 표면에 묻어 있는 압연유층(Z)에 틈새를 만들어 알카리 용액이 용이하게 침투하여 빨리 반응할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉간 압연 스트립 표면 세정 장치를 제공한다.

Description

냉간 압연 스트립의 표면 세정 장치{APPARATUS FOR CLEANING SURFACE OF COLD ROLLED METAL STRIP}

도1은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 사시도,

도2는 본 발명의 각부 상세도

도3은 본 발명의 작동 원리도,

도4는 종래의 알카리 탱크 사시도,

도5는 알카리가 스트립속에서 침투하여 압연유층을 분리하는 과정의 개요도,

도5-1은 용액이 침투하여 반응하는 과정을 표시한 도식적인 단면도.

* 도면중 주요 부부에 대한 부호의 설명 *

K : 버블링(거품) Z: 압연유층

T : 탱크 L : 용액 레벨

S : 스트립 M : 모터

B : 베어링 1 : 디플렉터 롤

2 : 서브머징 롤 3 : 롤러

4 : 모터 베이스 5 : 크랭크 축

5’: 크랭크 편심축 5”: 크랭크 샤프트 축

6 : 커넥팅 로드 7 : 부시

8 : 롤러 8-1,8-2 : 상부 롤

9-1,2,3 : 하부 롤 10 : 지지 축

11 : 지지 링 12 : 연결핀

13 : 체결 볼트 14 : 고정 빔

15 : 홈 21 : 내축

22 : 상부블록 23 : 하부블록

24 : 체결 볼트 25 : 외륜

26 : 내륜 30 : U 형 연결부

31 : 실린더 내벽 32 : 스프링

33 : 링 34 : 실린더

35 : 피스톤 36 : 피스톤 헤드

37 : 체크 볼 38 : 실린더 헤드

40 : 홀 41 : 브러쉬 롤 모

42 : 디스크 43 : 벤드

50 : 브러쉬 롤 51 : 중공축

52 : 베어링 블록 53 : 베어링

54 : 상부 블록 55 : 하부블록

56 : 베어링 블록 체결 볼트 60 : 외부 캡

61 : 외륜 62 : 실 링

63 : 내부 캡

본 발명은 냉간 압연된 코일 스트립 표면에 묻어 있는 압연유 혹은 이물질을 제거하는 세정 장치에 관한 것으로, 고속으로 진행하는 스트립 표면에 기계적인 힘과 물리적인 힘을 가하여 스트립에 묻어 있는 압연유 층을 효율적으로 제거하여 생산성과 차공정의 품질을 향상시키는 세정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉간 압연된 스트립 표면에는 압연유, 기계 작동유, 철분, 분진등이 다량으로 두꺼운 층을 이루고 있으며 시간이 경과함에 따라 점차 굳어져 이를 깨끗하게 제거하는데 많은 시간이 필요하므로 제품생산의 고속화, 고품질화에 장애를 초래하게 된다.

이러한 스트립 표면상의 오염 물질을 깨끗히 신속하게 제거하는 것이 세정의 목적이나 세정이 불충분한 경우에는 열처리공정(Annealing) 후 스트립 표면의 오염 물질이 탄화물 형태로 잔존하여 외관을 손상시키고 그 흔적 때문에 표면처리 후 변색으로 치명적인 제품 결함이 야기될 수 있다.

이와 관련한 최근의 전청 설비는 생산성과 품질을 향상시키는 기술이 계속 개발되어 고속으로 처리하는 경향이 일반적인 바, 처리속도 향상과 병행하여 충분한 탈지 세정을 할 수 있는가 하는 것이 연구과제로 남아 있다.

세정 방법에는 화학약품을 투입하는 화학적 세정, 침지 세정, 브러쉬 롤에 압하를 부여하는 방법, 스프레이를 이용하는 방법, 전류를 흐르게 하는 방법, 초음 파를 이용하는 방법, 그리고 스트립에 힘을 가하는 기계적인 방법도 계속 연구, 개발되고 있다.

본 발명은 알카리 탱크에서의 침지 세정과 관련된 것으로, 진행하는 스트립에 크랭크 축를 이용 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 기계적인 힘으로 스트립에 대한 롤의 마찰력을 높이고 물리적인 방법으로 브러쉬 롤에 실린더와 피스톤을 설치하여 브러쉬 롤에 고압으로 용액을 분사하여 버블링을 일으켜 세정력을 향상시키도록 구성된 것이다.

종래의 문제점으로 도4를 참조하여 설명을 하면, 도시된 예는 탱크(T)의 내부를 통과하는 스트립(S)에 대한 전형적인 침지 세정의 한 방법이다.

용액(L)은 탱크(T)내에서 일정한 수위를 가지고 있으며 그 내부를 스트립(S)이 입측 디플렉터롤(1)을 지나서 잠수해 있는 서브머징 롤(2)을 통과하여 출측으로 나간다.

스트립 하부에는 스트립의 처짐을 방지하는 무동력으로 회전하는 플라스틱 롤들이 있다.

이때 통상의 침지 세정으로는 고속으로 지나가는 스트립에 대한 세정 상태가 미흡하여 화학적인 방법의 일종인 알카리 용액과 계면 활성제를 첨가하여 사용하고 있으나, 스트립 표면에 묻어 있는 압연유와 용액이 반응할 시간이 너무 짧아서 큰 효과를 얻을 수 없다.

중요한 것은 냉간 압연된 코일 스트립이 물류의 진행상 전청 투입전 대기시간이 길어지면 스트립에 있는 압연유가 수분의 증발로 건조되면서 딱딱하게 굳어져 알카리 탱크(T)에서 묽어지지 않으므로 충분히 반응하지 못하고 통과해 탈지불량이 발생하게 되는 것이다. 즉, 스트립(S)상의 오염층에 알카리 용액(L)이 침투하여 반응할 시간이 없으므로 깨끗한 세정상태를 얻는데 한계가 있는 바, 이에 대한 보완책이 필요한 것이다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 효과있게 해소하여 이상적인 스트립 표면 세정상태를 얻어낼 수 있는 세정 장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

이하에서, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1에서 나타낸 바와 같이 본 발명은 진행하는 스트립(S)에 기계적인 힘을 가하기 위한 구성을 가지는데, 스트립 진행방향으로 설치된 크랭크 축(5)과 축을 회전시키기 위해 탱크(T)의 외부에 설치한 모터(M)가 있다. 크랭크 축(5)은 탱크(T)위에 있으며 양쪽이 베어링(B)으로 지지되어 있다. 크랭크 축(5)에는 커넥팅 로드(6), 크랭크 편심축(5’)이 연결되어 있다.

크랭크 축(5)은 베어링으로 연결지지되어 있어서 회전이 가능하며, 커넥팅로드(6)는 탱크(T) 외곽 워크사이드에 체결 볼트(13)와 고정 빔(14)에 연결되어 있으며 연결핀(12)을 중심으로 상기 커넥팅로드(6)의 아래부분이 브러쉬 롤(50)에 이어져 있다.

고정 빔(14)은 크랭크 축(5)이 1회전 할 때 상하 왕복운동을 할 수 있도록 홈이 있다.

고정 빔(14)에는 실린더 로드(38)과 연결되어 실린더(34)가 이탈하지 못하도록 잡아주는 역할을 하는 지지링(11)이 설치된다. 실린더(34)는 로드(38)를 통해 크랭크 편심축(5’)에 연동되게 구성되어 있다.

롤러(3)는 실린더로드(38)상부의 U형 연결부(30)에 연결되며 실린더 내부구조는 실린더 내벽(31), 스프링(32), 실린더 벽을 청소해주는 링(33)과 내부에서 왕복운동을 하는 피스톤(35)이 있고, 헤드부분에는 C부분의 상세도와 같이 돌출되어 각형을 이루고 있다.

실린더(34)에는 용액(L)을 흡입하는 흡입구, 배출하는 배출구가 있고 내부에는 체크 볼(37)이 있으며 흡입된 용액(L)은 배출구, 중공축(51)을 지나 브러쉬 롤(50)에서 홀(40)을 거쳐 브러쉬 롤 모(41) 사이로 빠져나와 버블링(K)을 만든다.

무동력으로 회전하는 브러쉬 롤 중공축(51)은 베어링(52)과 베어링 블록(53), 그리고 상부 베어링 블록(54), 하부 베어링 블록(5) 및 체결핀(56)으로 조립되어 있다.

F부분의 상세도를 보면 베어링(52)은 외부 캡(60), 외륜(61), 실 링(62), 내부 캡(63)으로 끼워져 있으며 그 내부에는 중공축(51)이 회전이 가능하도록 되어 있다.

G부분의 상세도는 브러쉬 롤(50)의 내부구조로 브러쉬 롤의 모(41), 디스크(42), 그리고 다수의 벤드(43)가 있어서 전체 브러쉬 롤(50)를 이룬다.

도3은 본 발명의 작동원리를 도시한 것으로 크랭크 축(5)이 회전하면 커넥팅 로드(6)의 단부는 X,X’로 위치변화 되며, 크랭크 샤프트축(5”)은 회전운동을 하여도 Y,Y’와 같이 항상 그 위치가 변하지 않으므로 고정된 실린더가 용액을 고압으로 만들어 브러쉬 롤(50)에 보낼 수 있다.

도5a에서는 상기 크랭크 축(5)이 회전하여 최저점으로 내려 왔을 때 스트립에 대한 롤의 압하력으로 압연유층(Z)의 틈새가 생겨 알카리 용액이 침투하는 상태를 보여준다.

작용에 있어서, 고속으로 진행하는 스트립(S)에 대한 브러쉬 롤(50)의 기계적인 힘을 얻기 위하여 크랭크축(5)은 모터(3)의 회전으로 회전 운동을 시작한다

크랭크 축(5)으로부터 전달된 힘은 커넥팅로드(6)에 전달되어 브러쉬 롤(50) 전체가 상하 운동되어 일정한 간격과 힘으로 스크립(S)을 문질러 준다.

이때, 크랭크 축의 최하위점(X’)에 도달하면 브러쉬 롤(50)이 스트립을 최대로 눌러주므로 도5a과 같이 스트립의 이면에 압연유층(Z)의 틈새가 생겨 알카리가 침투하여 빨리 묽게 할 수 있다.

동시에 스트립 표면이 브러쉬 롤(50)에 의해 브러싱되는 효과을 얻을 수 있다.

한편, 크랭크 편심축(5’)과 연동 하는 롤러(3)는 실린더로드(38)가 연결되어 있고 실린더(34)의 흡입구(D)는 용액(L)속에 잠겨 있어서 피스톤(35)이 올라가면 용액이 실린더 내부로 흡입되고, 크랭크 편심축(5’)이 다시 1회전 하면 롤러(3)를 눌러주어 피스톤이 다시 아래로 내려가게된다.

이때 흡입된 용액(L)이 배출구(D’)을 통해 중공축(51)을 거쳐 브러쉬 롤(50) 내부로 공급된다.

C부분의 상세도에 나타난 바와 같이 피스톤의 힘으로 많은 버블링(K)을 얻기위하여 실린더 헤드(36)부분은 굴곡으로 각을 형성하여 용액이 피스톤(35) 내부에서 와류를 만들어 크랭크 편심축(5’)이 최하점일 때 용액을 고압으로 브러쉬 롤(50)까지 분출할 수 있다.

브러쉬 롤(50)에 공급된 용액은 내부의 다수의 홀(40)을 통해 스트립에 공급된다.

브러쉬 롤(50)은 무동력으로 회전하면서 수많은 홀(40)을 통해 용액이 고압으로 분출되므로 많은 버블링(K)을 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같이 크랭크 축(5)의 회전운동을 브러쉬 롤(50)의 상하 운동으로 전환하여 스트립에 압하로 인한 마찰력과 압연유층(Z)의 틈새를 만들고 동시에 용액을 고압 분출시켜 세정을 행하므로 냉연 스트립 표면 세정효율을 크게 높혀 제품의 품질향상을 가져올 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 냉간 압연된 스트립 표면 세정용 알칼리 침지 탱크의 상부에 스트립 방향으로 설치되고 양 말단에 베어링으로 지지되어 회전 가능한 크랭크 축 및 크랭크 편심축;

   상기 크랭크축에 연결되고 크랭크축의 회전에 따라 상하 이동이 가능한 커넥팅 로드;

   상기 커넥팅 로드가 이동할 수 있도록 홈을 구비하고 상기 알칼리 탱크의 측면에 고정되어 있는 고정빔;

   상기 커넥팅 로드와 베어링으로 연결되어 회전하면서 상기 스트립 방향의 수직방향으로 상하 이동이 가능한 브러쉬 롤;

   상기 브러쉬 롤에 침지액을 공급할 수 있는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉간 압연 스트립의 표면 세정 장치
2. 제1항에 있어서,

   상기 브러쉬 롤의 상하이동에 의해 스트립 후면부에 압연유층에 틈새를 형성시키는 것을 특징으로 하는 냉간 압연 스트립의 표면 세정 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 실린더에 의해 침지액을 고압으로 상기 회전하는 브러쉬 롤을 통해 분사함으로써 상기 스트립 표면의 압연유층을 분리시켜 버블링을 발생시키는 것을 특징으로 하는 냉간 압연 스트립의 표면 세정 장치.

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