KR100830828B1

KR100830828B1 - 연속용융도금공정에서의 아연도금롤 설치를 위한회전결합구조

Info

Publication number: KR100830828B1
Application number: KR1020070017981A
Authority: KR
Inventors: 황진
Original assignee: 황진
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2008-05-20

Abstract

본 발명은 연속용융도금공정에서의 아연도금롤 설치를 위한 회전결합구조에 관한 것으로, 아연도금공정상에서 강판을 연속이송하기 위하여 설치된 아연도금롤의 용이 회전을 유도하는 베어링부재에 내충격성, 내마모성, 내열성이 우수한 질화규소계열(Si₃N₄)의 세라믹패드가 결합됨으로써, 아연도금롤의 교체주기를 최대한 연장하여 강판의 아연도금 품질이 저하되는 것을 예방함과 동시에 강판의 아연도금에 따른 생산성과 경제성을 동시에 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

아연도금, 질화규소, 세라믹 패드, 내충격성, 내마모성, 내열성

Description

연속용융도금공정에서의 아연도금롤 설치를 위한 회전결합구조{THE ROTARY COMBINATION STRUCTURE FOR THE SINK ROLL ESTABLISHMENT FROM CONTINUOUS FUSION PLATING PROCESS}

도 1은 롤 형태의 강판을 연속아연도금 하는 과정을 보인 개략도.

도 2는 아연도금롤의 결합상태를 보인 사시도.

도 3은 아연도금롤 설치를 위한 회전결합구조를 일부 확대하여 보인 단면도.

도 4는 아연도금롤의 샤프트구조를 일부 확대하여 보인 단면도.

도 5는 베어링부재의 하단에 질화규소계열의 세라믹패드가 결합된 상태를 실시 예로 보인 일부확대 단면도.

도 6은 베어링부재의 하단에 질화규소계열의 세라믹패드가 결합된 상태를 다른 실시 예로 보인 일부확대 단면도.

* 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 강판 2 - 아연용융로

10 - 아연도금롤 12 - 샤프트

14 - 보호커버 20 - 고정설치대

21 - 회전구멍 23 - 베어링부재

30 - 세라믹패드 31 - 이탈방지구조

본 발명은 연속용융도금공정에서의 아연도금롤 설치를 위한 회전결합구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아연도금공정상에서 강판을 연속이송하기 위하여 설치된 아연도금롤의 용이 회전을 유도하는 베어링부재에 내충격성, 내마모성, 내열성이 우수한 질화규소계열의 세라믹패드를 결합하여 아연도금롤의 교체주기를 연장함과 동시에 강판의 아연도금에 따른 생산성 및 경제성을 동시에 향상시킬 수 있는 연속용융도금공정에서의 아연도금롤 설치를 위한 회전결합구조에 관한 것이다.

일반적으로, 컴퓨터 본체 및 자동차 등에 사용되는 강판은 아연도금공정을 통해 아연도금 하여 사용하고 있다.

이는, 제철소에서 생산된 최초의 강판이 대기 중에 직접적으로 노출되면 산화가 급속히 진행되어 그 수명이 단축되거나 부식에 의한 미감이 저하될 수 있기 때문이다.

따라서, 각종 산업현장에서 사용하게 되는 강판은 특수한 경우를 제외하고는 주로 아연도금 하여 사용함으로써, 대기 중에 노출되더라도 쉽게 산화하여 부식되지 않는 것이다.

이러한 강판을 아연도금 하기 위해서는 용융아연이 용해되어 있는 아연욕조 에 강판을 연속적으로 잠겼다가 다시 꺼내는 방식이 가장 보편적으로 사용되고 있는데, 제철소에서는 보통 롤 형태로 강판이 제작되어 공급되는 관계로 아연욕조의 내부에는 강판의 연속적인 이송을 유도하기 위한 아연도금롤(SINK roll)이 설치되어 있다.

따라서, 상기 아연도금롤은 자유로운 회전이 가능할 수 있도록 아연용융로 내에 설치되며, 이러한 설치 및 회전상태는 주로 천장에 매달리는 한 쌍의 고정설치대 등에 의해 유지되고 있다.

즉, 아연용융로가 설치되어 있는 작업장의 천장에 한 쌍의 고정설치대를 매달은 상태에서 이 고정설치대 사이에 아연도금롤을 회전 가능하게 설치하여 상기 아연용융로에 잠겼다가 다시 꺼내는 강판을 연속적으로 이송하는 역할을 수행하고 있는 것이다.

이때, 상기 아연도금롤의 설치를 위하여 고정설치대에는 회전용 구멍을 뚫어 아연도금롤의 샤프트가 삽입될 수 있도록 하고 있으나, 단순히 회전용 구멍만을 고정설치대에 뚫어 사용할 경우 상기 고정설치대 또는 샤프트의 수명을 급격하게 단축할 수 있는 관계로 상기 회전용 구멍에는 베어링을 결합하여 사용하고 있다.

이러한 베어링은 고정설치대에 뚫어져 있는 회전용 구멍의 안쪽 상부에 결합하여 이 회전용 구멍에 삽입되어 회전하는 아연도금롤의 샤프트와 밀착하고 있으며, 장기간 사용에 의해 그 수명이 다할 경우 회전용 구멍으로부터 분리하여 교체하고 있다.

따라서, 상기 베어링의 사용기간은 강판을 연속아연도금 하는 공정상 매우 중요한 요소로 작용하고 있으나, 종래에는 단순히 회전용 구멍에 베어링을 결합하여 아연도금롤의 샤프트와 밀착되도록 한 것에 그치고 있어 보통 그 수명이 약 13일 정도로 매우 짧다는 문제점이 있었다.

이러한 베어링의 수명이 중요한 이유는 생산성과 밀접한 관계가 있기 때문으로, 아연도금롤 또는 베어링을 교체하기 위해서는 연속용융도금공정을 완전히 정지해야만 하므로, 빈번한 교체는 경제성을 저하할 뿐만 아니라 강판의 아연도금 품질에도 악 영향을 미칠 수 있는 폐단이 있었던 것이다.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 해소하여 아연도금롤의 교체주기를 연장하고, 이를 통해 연속용융도금공정에 따른 생산성과 경제성을 향상시켜 궁극적으로는 강판의 도금품질을 높일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은, 연속용융도금공정 과정에서 강판을 연속 이송하는 아연도금롤의 회전결합구조를 개선하여 아연도금롤의 수명을 연장할 수 있도록 한 연속용융도금공정에서의 아연도금롤 설치를 위한 회전결합구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 아연도금롤의 회전을 유도하는 베어링부재에 내충격성, 내마모성, 내열성이 우수한 질화규소계열의 세라믹패드를 결합하여 마모에 따른 교체주기를 최대한 늦출 수 있도록 한 연속용융도금공정에서의 아연도금롤 설치를 위한 회전결합구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 연속용융도금공정의 생산성과 경제성을 동시에 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 강판의 아연도금 품질을 높일 수 있도록 한 연속용융도금공정에서의 아연도금롤 설치를 위한 회전결합구조를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 강판이 아연용융로에 연속부침되어 아연도금될 수 있도록 아연도금롤이 고정설치대를 통하여 회전 가능하게 설치된 구성에 있어서,

상기 아연도금롤의 샤프트를 감싸며 용접되어 있는 보호커버와 밀착되도록 고정설치대에 형성되어 있는 회전구멍의 상부에 결합된 베어링부재의 하단에는 이탈방지구조를 갖는 질화규소계열의 세라믹패드가 결합되어 달성된다.

따라서, 아연도금롤의 샤프트에 비하여 상대적으로 강도가 낮은 질화규소계열의 세라믹패드가 이탈방지구조를 이용하여 베어링부재의 하단에 결합됨으로써, 마찰에 따른 마모진행속도가 늦춰 아연도금롤의 교체주기를 연장할 수 있으며, 이를 통해 강판의 아연도금 품질이 우수해질 뿐만 아니라 연속용융도금공정의 생산성 및 경제성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 롤 형태의 강판을 연속아연도금 하는 과정을 개략도로 보인 것으로, 아연용융로의 내부에 설치되어 있는 아연도금롤을 이용하여 강판이 연속도금되는 과정을 개략적으로 보이고 있다.

도 2는 아연도금롤의 결합상태를 사시도로 보인 것으로, 한 쌍의 고정설치대 사이에 강판을 연속이송하기 위한 아연도금롤이 회전 가능하게 설치되어 있는 것을 보이고 있다.

도 3은 아연도금롤 설치를 위한 회전결합구조를 일부 확대하여 단면도로 보인 것으로, 하단에 질화규소계열의 세라믹패드가 결합되어 있는 베어링부재가 고정설치대의 회전구멍의 상부에 결합되고, 상기 회전구멍에 보호커버가 씌워져 있는 샤프트가 삽입되어 회전되는 것을 보이고 있다.

도 4는 아연도금롤의 샤프트구조를 일부 확대하여 단면도로 보인 것으로, 샤프트의 바깥부분에 보호커버가 용접 결합되어 있는 것을 보이고 있다.

도 5 및 도 6은 베어링부재의 하단에 질화규소계열의 세라믹패드가 이탈방지구조를 이용하여 결합된 상태를 보인 것이다.

즉, 도 1 내지 도 2에서 보인 것과 같이, 제철소에서 롤 형태로 제작된 강판(1)이 연속 아연도금되기 위해서는 아연이 용융되어 있는 아연용융로(2)에 연속적으로 잠겼다가 다시 꺼내는 부침(浮沈)상태가 진행되어야 하는데, 이 강판(1)을 연속적으로 부침시키기 위해 상기 아연용융로(2)에는 아연도금롤(10)이 설치된다.

이 아연도금롤(10)은 구형의 롤몸체(11)로 형성되고, 이 롤몸체(11)의 양 측면에는 각각 샤프트(12)가 돌출 형성된 구성으로, 상기 롤몸체(11)의 둘레에는 강판(1)의 이송 과정에서 미끄러짐이나 유동이 발생하지 않도록 다수의 미끄럼방지홈(13)이 연속 배열된 것을 보이고 있다.

상기 구성의 아연도금롤(10)은 아연용융로(2)에 완전히 가라앉지 않도록 한 쌍의 고정설치대(20)를 통하여 아연용융로(2)에 설치되며, 롤몸체(11)의 양 측면에 돌출되어 있는 샤프트(12)를 이용하여 상기 고정설치대(20)에 회전 가능하게 결합되어 강판(1)의 연속이송을 자유 회전으로 유도하게 된다.

이를 위하여 상기 고정설치대(20)에는 샤프트(12)가 삽입될 수 있도록 회전구멍(21)이 각각 뚫어진 것을 보이고 있어 상기 샤프트(12)를 회전구멍(21)에 삽입하는 것으로 결합이 이루어지게 된다.

또한, 상기 회전구멍(21)이 형성되어 있는 고정설치대(20)의 바깥부분에는 스토퍼(22)를 장착하여 아연도금롤(10)이 한 쌍의 고정설치대(20) 사이에 어느 한쪽으로도 치우치지 않고 수평을 유지한 상태에서 설치, 작동될 수 있도록 하게 된다.

상기 고정설치대(20)는 도 2에서 보인 것과 같이, 링크방식으로 연결되어 주로 아연용융로(2)가 배치되어 있는 작업장소의 천장에 매달아 사용하는 것을 보이고 있으나, 반드시 이에 한정 짓는 것은 아니며, 당업자의 필요 또는 작업장소의 환경에 따라 그 설치위치는 변경될 수 있음을 사전에 밝혀둔다.

따라서, 아연용융로(2) 및 아연도금롤(10)이 상기와 같이 설치된 작업장소에서 롤 형태로 제작된 강판(1)의 선단을 상기 아연용융로(2)에 부침시킨 상태에서 아연도금롤(10)의 하단부를 지나 연속 이송되는 일련의 과정을 통해 상기 강판(1)을 연속용융도금 하게 되는 것이다.

한편, 상기 강판(1)이 연속 이송됨에 따라 아연도금롤(10)은 필연적으로 자유 회전하게 되는데, 아연용융로(2)의 상부에서 공급된 강판(1)은 아연도금롤(10) 의 하부를 지나 다시 상부방향으로 배출되고 있어 상기 아연도금롤(10)의 회전중심인 샤프트(12)는 강판(1)의 이송압력에 의해 고정설치대(20)의 회전구멍(21) 상부와 지속적으로 밀착되어 마모되는 현상이 발생하게 된다.

베어링부재(23)는 도 3에서 보인 것과 같이, 상기 샤프트(12)와 지속적으로 밀착되는 회전구멍(21)의 상부에 결합되어 샤프트(12)와 밀착됨으로써, 상기 회전구멍(21)이 샤프트(12)의 마찰에 의해 마모되는 것을 방지하는 역할을 수행하게 된다.

즉, 주로 스테인리스 스틸 강으로 제작되는 샤프트(12)의 마찰에 의한 회전구멍(21)이 마모될 경우에는 이 회전구멍(21)이 형성되어 있는 고정설치대(20) 전체를 교체해야 하나, 베어링부재(23)를 회전구멍(21)에 결합하여 사용할 경우에는 마모된 베어링부재(23)만을 교체하여 사용할 수 있어 경제성은 물론, 작업편의성을 높이게 되는 것이다.

또한, 이러한 베어링부재(23)와 밀착되는 샤프트(12)의 바깥부분에는 도 4에서 보인 것과 같이, 별도의 보호커버(14)를 덧씌워 용접하여 고정설치대(20)와 마찬가지로 수명완료시 아연도금롤(10)을 교체하는 것이 아닌 상기 보호커버(14)만을 교체토록 하게 된다.

여기서, 상기와 같은 역할을 수행하는 베어링부재(23)의 하단에는 강판(1)에 의해 발생하는 아연도금롤(10)의 이송압력을 완충하여 마모진행속도를 늦추고, 아연도금롤(10)의 교체주기를 연장하기 위하여 이탈방지구조(31)를 갖는 질화규소계 열(Si₃N₄)의 세라믹패드(30)가 결합되어 제공된다.

이는, 상기 보호커버(14)와 베어링부재(23)가 주로 코발트 강으로 제작되기 때문으로, 동일재질의 보호커버(14)와 베어링부재(23)가 장기간 밀착된 상태에서 회전할 경우에는 상기 보호커버(14) 및 베어링부재(23)의 마모진행속도가 매우 빠르기 진행되기 때문이다.

따라서, 상기 베어링부재(23)의 하단에 이탈방지구조(31)를 갖는 질화규소계열의 세라믹패드(30)를 상기 이탈방지구조(31)를 이용하여 결합할 경우에는 보호커버(14)에 비하여 상대적으로 강성이 떨어지는 질화규소계열의 세라믹패드(30)가 먼저 마모되게 되는데, 이 질화규소계열의 세라믹패드(30)는 내마모성, 내충격성, 내열성이 우수한 관계로 그 마모진행속도는 동일재질의 베어링부재(23)와 보호커버(14)를 사용하는 것에 비해 비약적으로 늦출 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

또한, 보호커버(14)는 샤프트(12)의 바깥부분에 용접되는 관계로 교체작업에 장시간이 소요되는 반면, 질화규소계열의 세라믹패드(30)의 경우 이탈방지구조(31)를 이용하여 비교적 쉽게 결합하여 사용할 수 있어 상기 보호커버(14)의 교체보다는 질화규소계열의 세라믹패드(30)를 교체하여 사용하는 것이 교체용이성을 높일 수 있는 것이다.

상기 질화규소계열의 세라믹패드(30)는 베어링부재(23)의 하단에 결합된 상태가 지속될 수 있도록 이탈방지구조(31)를 갖게 되며, 상기 이탈방지구조(31)의 대표적으로는 질화규소계열의 세라믹패드(30)를 고리모양으로 형성하여 베어링부재(23)의 하단에 결합하는 방식이 있으며, 이 외에도 상기 질화규소계열의 세라믹패드(30)를 베어링부재(23)의 하단에 억지끼워맞춤형식으로 결합하는 방식 등이 있다.

여기서, 본 발명에 따른 질화규소계열의 세라믹패드(30)를 베어링부재(23)의 하단에 결합하기 위한 구체적인 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 5 내지 도 6에서 보인 것과 같이, 질화규소계열의 세라믹패드(30)는 이탈방지구조(31)를 갖도록 삽입부(33)와 패드부(32)가 교차형태로 성형 제작되고, 베어링부재(23)에는 이 삽입부(33)와 패드부(32)가 삽입되는 삽입홈(24)과 가이드홈(25)이 교차 형성되어 상기 패드부(32)의 일부분이 베어링부재(23)의 하단 외부로 돌출되도록 질화규소계열의 세라믹패드(30)를 베어링부재(23)에 결합한 것을 그 실시 예로 보이고 있다.

따라서, 질화규소계열의 세라믹패드(30)를 구성하는 패드부(32)가 베어링부재(23)의 하단 외부로 가이드홈(25)을 통해 돌출되고 있어 아연도금롤(10)의 샤프트(12)를 감싸고 있는 보호커버(14)는 돌출된 패드부(32)의 저면부분과 밀착된 상태에서 회전하게 되고, 상기 보호커버(14)보다 상대적으로 강성이 떨어지는 패드부(32)는 아연도금롤(10)의 회전압력에 의해 서서히 마모가 진행되는 것이다.

상기 질화규소계열의 세라믹패드(30)를 베어링부재(23)의 하단에 결합하기 위한 다른 실시 예로는 도 4에서 보인 것과 같이, 이탈방지구조(31)로 패드부(32)의 상부에 역삼각형 모양의 삽입부(33)를 돌출 형성하고, 베어링부재(23)에는 상기 삽입부(33)와 상응하는 형상의 삽입홈(24)을 형성하여 상기 패드부(32)가 베어링부재(23)의 하단에 노출되도록 결합한 것을 보이고 있다.

즉, 상기 베어링부재(23)의 하단에 패드부(32)가 역삼각형 모양의 삽입부(33)를 통해 외부로 노출됨에 따라 아연도금롤(10)의 회전압력 시 서서히 마모되는 것이다.

이러한 질화규소계열의 세라믹패드(30)를 베어링부재(23)에 결합하여 사용할 경우 약 20일 정도의 사용기간을 보이고 있어 동일재질의 보호커버(14)와 베어링부재(23)의 밀착시 사용할 수 있는 기간인 13일에 비해 비약적인 사용기간의 증가효과를 제공할 수 있게 된다.

한편, 상기 질화규소계열의 세라믹패드(30)는 400℃~1200℃의 온도를 견딜 수 있는 내열성이 있는 것을 제공하게 된다.

즉, 상기 내열성을 만족하지 못할 경우에는 480℃~500℃이상의 높은 온도를 유지하고 있는 아연용융로(2)에 수용될 경우 질화규소계열의 세라믹패드(30)의 교체주기가 예상보다 빠르게 이루어질 수밖에 없으므로, 본 발명에 따른 질화규소계열의 세라믹패드(30)는 400℃~1200℃의 온도를 견딜 수 있는 내열성을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 연속용융도금공정 과정에서 강판을 연속 이송하는 아연도금롤의 샤프트 결합구조를 베어링부재의 하단에 질화규소계열 의 세라믹패드를 결합하여 개선함으로써, 전체적으로 아연도금롤의 교체주기를 연장할 수 있게 된다.

또한, 베어링부재의 하단에 결합되는 질화규소계열의 세라믹패드는 내충격성, 내마모성, 내열성이 우수함으로써, 동일재질의 베어링부재와 보호커버의 밀착에 비하여 상대적으로 장기간 사용이 가능하게 된다.

따라서, 강판을 연속아연도금 하는 연속용융도금공정의 생산성과 경제성을 동시에 향상시킬 수 있게 되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

삭제
삭제
강판이 아연용융로에 연속부침되어 아연도금될 수 있도록 아연도금롤이 고정설치대를 통하여 회전 가능하게 설치되고, 상기 아연도금롤의 샤프트를 감싸며 용접되어 있는 보호커버와 밀착되도록 고정설치대에 형성되어 있는 회전구멍의 상부에 결합된 베어링부재의 하단에는 이탈방지구조를 갖는 질화규소계열의 세라믹패드가 결합된 구성에 있어서,

상기 질화규소계열의 세라믹패드는 이탈방지구조로 삽입부와 패드부가 교차 형태를 갖고 형성되며, 베어링부재에는 삽입홈과 가이드홈이 교차 형성되어 상기 패드부의 일부분이 가이드홈의 바깥으로 돌출되도록 결합된 것을 특징으로 하는 연속용융도금공정에서의 아연도금롤 설치를 위한 회전결합구조.
강판이 아연용융로에 연속부침되어 아연도금될 수 있도록 아연도금롤이 고정설치대를 통하여 회전 가능하게 설치되고, 상기 아연도금롤의 샤프트를 감싸며 용접되어 있는 보호커버와 밀착되도록 고정설치대에 형성되어 있는 회전구멍의 상부에 결합된 베어링부재의 하단에는 이탈방지구조를 갖는 질화규소계열의 세라믹패드가 결합된 구성에 있어서,

상기 질화규소계열의 세라믹패드는 이탈방지구조로 패드부의 상부에 역삼각형 형상의 삽입부가 돌출 형성되고, 베어링부재에는 상기 삽입부와 상응하는 삽입홈이 형성되어 상기 패드부가 베어링부재의 하단에 노출되도록 결합됨을 특징으로 하는 연속용융도금공정에서의 아연도금롤 설치를 위한 회전결합구조.