KR100831061B1

KR100831061B1 - 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치

Info

Publication number: KR100831061B1
Application number: KR1020070029855A
Authority: KR
Inventors: 문병원
Original assignee: 문병원
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-05-20

Abstract

본 발명은 회전날개의 회전력에 의해서 이물질 수용부에 모아진 이물질을 스나우트 외부의 용융아연도금조로 배출하여 용융아연도금의 결함을 방지할 수 있도록 한 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은 끝단일부가 용융아연도금조(100)에 침지되게 설치되어 용융아연도금대상 강판(S)을 용융아연도금조에 안내하는 스나우트(200)에 있어서, 상기 스나우트(200)의 하단에 설치된 하부 패널(210)과, 상기 강판(S)의 진행에 지장을 초래하지 않을 정도의 폭과 길이를 갖도록 상기 하부 패널(210)의 중앙에 형성된 강판진행 홀(211)과, 상기 강판진행 홀(211)의 가장자리에 상향 돌출되게 설치된 수직패널(220)과, 상기 스나우트(200)와 수직패널(220) 사이에 형성되고 하단 측면에는 배출공(201)이 구비된 이물질 수용부(221)와, 상기 스나우트(200)의 외부 측벽에 설치된 하우징(230)과, 상기 하우징(230)의 내부에 설치된 구동모터(240)와, 상기 구동모터(240)의 회전축(241)에 연결된 상태로 용융아연도금조(100)에 침지되게 설치된 회전날개(250)를 포함하고; 상기 하우징(230)의 상단에는 구동모터(240)가 가열되는 것을 방지하도록 냉각용 질소가스가 공급되는 냉각 가스 공급관(280)과, 상기 하우징(230)의 중앙에는 고온의 열기가 상부로 이동되는 것을 차단하도록 실링용 질소가스가 공급되는 실링 가스 공급관(281)과, 상기 하우징(230)의 내부로 공급된 질소 가스를 배기시키는 배기관(282)이 더 설치된다.

용융아연도금, 스나우트, 이물질제거, 강판, 애쉬, 모터

Description

스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치{Dross remove equipment for snout}

도 1은 강판을 용융아연도금 할 때 사용되는 스나우트를 설명하기 위한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치를 나타낸 단면도.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치의 사용 상태를 나타낸 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호 설명※

S : 강판 100 : 용융아연도금조

200 : 스나우트 201 : 배출공

210 : 하부 패널 211 : 강판진행 홀

220 : 수직패널 221 : 이물질 수용부

230 : 하우징 240 : 구동모터

241 : 회전축 250 : 회전날개

280 : 냉각 가스 공급관 281 : 실링 가스 공급관

282 : 배기관

본 발명은 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 스나우트 내부에 이물질 수용부를 형성하고, 회전날개의 회전력에 의해서 이물질 수용부에 모아진 이물질을 스나우트 외부의 용융아연도금조로 배출함으로서 스나우트 내의 탕면을 청정하게 유지하여 용융아연도금의 결함을 방지할 수 있도록 한 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치에 관한 것이다.

용융아연도금강판의 제조는 통상적으로 강판이 소둔로에서 열처리된 후 도금을 위해서 용융아연도금조(P)로 공급되며, 이때 소둔로와 용융아연도금조(P)는 스나우트(10)라고 하는 강판(S) 가이드역할을 하는 연결관으로 연결되어 있다.

도 1은 통상적인 용융아연도금공정을 개략적 나타낸 것으로서, 용융아연도금조(P)의 온도는 대략 460℃를 유지하게 되는데, 아연의 융점이 420℃로서 용융아연도금조(P) 내에서 아연은 항상 용융상태에 있게 되므로 상부로 아연 흄이 계속적으로 증발한다.

용융아연도금을 위해서 강판(S)은 먼저 소둔로에서 일정 온도로 열처리된 후 스나우트(10)의 내부를 통해서 용융아연도금조(P) 내로 연속적으로 공급되어 싱크롤(1)을 감아 돌아 나오면서 아연도금이 행해진 후 에어나이프(2)에 의해 도금량이 제어되거나, 도금 층의 합금화를 위하여 상기 에어나이프(2)로부터 약 3m 정도 떨 어진 위치에 있는 합금화로에 진입되어 합금화 열처리가 된 후, 연속적으로 에어 냉각대에서 냉각되어 톱롤을 향해 전진되는 과정을 거치게 된다.

이때, 스나우트(10) 내부에서 측정한 아연 증발량은 시간당 1-2ℓ정도로서, 상당히 많은 양의 증발이 일어나는 것으로 알려져 있으며, 이러한 아연 증발물(이하에서 '애쉬(ash)'라 함)은 스나우트(10) 상부까지 증발이 이루어지고, 계속하여 누적되어 많은 양이 쌓이게 되면 자중에 의해 스나우트(10) 하부 탕면을 향해 낙하하게 된다.

상기 탕면으로 낙하된 애쉬는 부유하면서 강판(S)이 진행할 때 빨려 들어가면서 강판(S)의 표면에 부착되어 강판 진행 방향으로 간헐적 또는 연속적인 띠를 형성하면서 표면결함을 유발하게 되어 외관 품질에 치명적인 손상을 입히고, 도장 후에도 전사되어 품질을 저하시키게 된다.

종래에는 이와 같은 스나우트 내부의 애쉬를 제거하기 위한 방법으로서 다음의 두 가지가 사용되고 있다.

첫번째 방법은 미국의 프로텍이라는 회사에 의해 개발된 것으로서, 웨트 질소를 투입하여 스나우트 내의 탕면에 미세한 산화 필름을 형성시켜 아연의 증발을 억제하는 것이다. 그러나, 이 기술은 드라이 질소를 물탱크를 통과시켜 웨트 질소를 만든 상태에서 스나우트 내부로 공급시키는 것으로서, 물기를 품고 있는 질소는 스나우트 내부에서 아연 산화물(이하에서'드로스(dross)'라 함)을 생성시켜 이것이 강판의 표면에 달라붙는 2차 결함을 유발하게 되므로 그 활용도가 극히 제한되고 있는 실정이다.

두번째의 방법은 메탈펌프를 사용하여 스나우트 내부에 부유하는 애쉬 등의 이물질을 강제적으로 흡입하여 스나우트의 외부로 배출시키는 방법이다. 이와 같은 메탈펌프의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.

스나우트 내부에서 상부로 증발하여 형성되는 애쉬는 주로 강판의 전면에 많이 발생하는 것으로 용융아연의 상부로 이동하면서 또는 이동 후에 스나우트 벽체에 부착되어 산발적으로 하부 강판 표면으로 낙하하여 표면결함을 유발시키며, 탕면에 형성된 애쉬는 탕면 상부에 꽃가루처럼 다량 모여 있다가 강판의 미세 결함부가 도금조 속으로 진입시에 이부분을 시작으로 강판에 부착된다.

이와 같은 애쉬를 제거하기 위한 메탈펌프를 용융아연도금욕조내의 임의의 위치에 설치하되, 이 메탈펌프의 입측 및 출측 배관을 흡입작용을 행하는 임펠러를 사이에 두고 연결 설치한다. 상기 입측 배관은 상기 스나우트의 양측면 쪽에 스나우트의 하부면과 수평으로 두개의 흡입구가 형성되도록 'ㄷ'자 형태로 분기되어 있고, 상부의 모터의 구동력이 샤프트를 통하여 상기 임펠러에 전달되어 상기 양측의 흡입구를 통하여 스나우트 내부의 드로스 및 애쉬가 강제적으로 스나우트 외부로 배출되도록 구성되어 있다.

상기 메탈펌프는 프레임에 의해 도금조의 일측 상단에 고정되고, 제어패널을 이용하여 상기 모터를 온-오프 하도록 제어된다.

따라서, 상기 메탈펌프는 스나우트 양측면에 형성된 흡입구를 통하여 애쉬 또는 드로스 등의 불순물을 흡입 배출하도록 하고 있다.

그러나 이러한 형태의 메탈펌프는 그 흡입구가 스나우트의 하부면과 수평배 관으로 메탈펌프에 연결되어 있어 탕면에 부유하여 있는 애쉬의 배출 효율이 떨어지고 배관이 아연 고형물(Bottom Dross 등)에 의하여 자주 막힐 뿐만 아니라 배관의 침식으로 수명이 떨어지는 등 많은 문제점을 갖고 있다. 또한 양 흡입구로부터 가까운 위치에 있는 애쉬는 쉽게 제거되나 중앙부의 애쉬는 용이하게 제거될 수 없는 문제점도 갖고 있다. 또한 작업 도중에 메탈펌프에 문제가 발생하면 생산설비를 정지하고 메탈펌프를 정비해야 하는 문제점도 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 스나우트가 용융아연도금조에 잠기는 부분의 탕면에는 애쉬(Ash)라고 부르는 아연재와 부유 드로스(Dross)(이하 "이물질"이라 통칭함)등이 존재함으로 그 이물질이 강판표면에 부착하여 용융아연도금의 치명적인 결함이 발생함으로 이를 해소하기 위하여 스나우트의 내부에 이물질 수용부를 마련하고 그 이물질 수용부에 수용되는 이물질을 포함하는 용융아연도금액을 회전날개의 회전력으로 스나우트 외부의 용융아연도금조로 배출시킬 수 있는 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치 구성은, 끝단일부가 용융아연도금조에 침지되게 설치되어 용융아연도금대상 강판을 용융아연도금조에 안내하는 스나우트에 있어서, 상기 스나우트의 하단에 설치된 하부 패널과, 상기 강판의 진행에 지장을 초래하지 않을 정도의 폭과 길이를 갖도록 상기 하부 패널의 중앙에 형성된 강판진행 홀과, 상기 강판진행 홀의 가장자리에 상향 돌출되게 설치된 수직패널과, 상기 스나우트와 수직패널 사이에 형성되고 하단 측면에는 배출공이 구비된 이물질 수용부와, 상기 스나우트의 외부 측벽에 설치된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치된 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축에 연결된 상태로 용융아연도금조에 침지되게 설치된 회전날개를 포함하고; 상기 하우징의 상단에는 구동모터가 가열되는 것을 방지하도록 냉각용 질소가스가 공급되는 냉각 가스 공급관과, 상기 하우징의 중앙에는 고온의 열기가 상부로 이동되는 것을 차단하도록 실링용 질소가스가 공급되는 실링 가스 공급관과, 상기 하우징의 내부로 공급된 질소 가스를 배기시키는 배기관이 더 설치된다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치를 나타낸 단면도이며, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치의 사용 상태를 나타낸 단면도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명은 용융아연도금조(100)에 침지되게 설치되어 용융아연도금대상 강판(S)을 용융아연도금조(100)로 안내하는 스나우트(200)의 하단에 하부 패널(210)을 설치하되, 그 하부 패널(210)의 중앙에는 강판(S)의 진행에 지장을 초래하지 않을 정도의 폭과 길이를 갖는 강판진행 홀(211)이 형성되어 있다.

한편, 상기 강판진행 홀(211)의 가장자리에는 상부로 향하도록 돌출되게 수직패널(220)을 설치하여 상기 스나우트(200)와 수직패널(220) 사이에 이물질 수용부(221)를 마련하고, 그 이물질 수용부(221)의 양 측면에는 배출공(201)을 형성한 다.

이때 상기 이물질 수용부(221)에 수용된 이물질이 배출공(201) 측으로 원활하게 배출될 수 있도록 이물질 수용부(221)의 저면 즉, 하부 패널(210)은 중앙부는 높고 양 단부는 점점 낮아지도록 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 스나우트(200)의 외부 양 측벽에는 하우징(230)이 설치되어 있고, 상기 각 하우징(230)의 내부에는 구동모터(240)가 각각 설치되어 있되, 상기 구동모터(240)로 전달되는 고온을 차단하기 위하여 각 하우징(230)의 내부에는 단열재로 이루어진 방열판(231)이 각각 설치되어 있다.

또한, 상기 각 구동모터(240)의 회전축(241)에는 회전날개(250)가 각각 연결되어 있되, 그 회전날개(250)는 용융아연도금조(100)에 침지되게 설치되어 있고, 상기 회전날개(250)는 하우징(230)의 저면에 설치된 배출관(232)의 내부에 수용되어 있다.

한편, 상기 스나우트(200)의 양 측면 하부에는 그 단부가 외측으로 절곡되게 형성된 연장판(260)이 설치되어 있고, 상기 연장판(260)의 상면에는 회전날개(250)에 의해서 배출되는 이물질을 유도하는 유도판(270)이 경사지게 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4에 나타낸 바와 같이 이물질 수용부(221)를 형성하기 위하여 설치되는 수직패널(220)의 상단이 용융아연도금조(100)에 담겨진 용융아연도금 액의 탕면 높이보다 낮은 위치에 위치하게 침지하는데, 그 이유는 스나우트(200) 내의 탕면상에 부유되어 있는 이물질이 수직패널(220)의 상단을 통하여 이물질 수용 부(221)내로 유입돼 들어올 수 있도록 하기 위함이다.

단, 상기 이물질 수용부(221)내로 유입돼 들어오는 것은 스나우트(200)내의 탕면상에 부유되어 있는 이물질 뿐만 아니라 용융아연도금 액도 같이 유입돼 들어온다.

한편, 스나우트(200) 내부의 탕면상에 부유되어 있는 이물질(애쉬, 드로스)를 배출할 때에는 도 4와 같은 상태에서, 구동모터(240)를 작동시키면 상기 구동모터(240)의 회전축(241)에 설치된 회전날개(250)가 회전하게 되고, 그 회전날개(250)의 회전력에 의해서 하우징(230)으로 유입된 용융아연도금 액을 포함하는 이물질은 배출관(232)을 통하여 배출된다. 이때 하우징(230) 내부의 용융아연도금액이 먼저 외부로 연속적으로 배출되면 하우징(230)의 수위가 낮아져 이물질수용부(221)의 수위도 낮아지게 되어 강판진행홀(211) 부위의 용융아연탕면과 이물질수용부(221)의 탕면간에 낙차가 발생되고 결국은 강판진행홀(211) 부위에 부유하여 있는 이물질(애쉬,드로스)이 용융아연 액과 더불어 이물질수용부(221)로 낙차에 의해 흘러 넘어오고, 이물질수용부(221)로 유입된 이물질은 하부패널(210)의 경사면을 따라서 양측면으로 이동된 후 스나우트(200)의 양측면에 형성된 배출공(201)을 통하여 하우징(230) 내부로 유입되어 이물질은 스나우트(200) 밖으로 배출된다.

또한 다른 방법으로는, 상기 이물질 수용부(221)내로 유입된 이물질을 배출할 때에는 도 5에 나타낸 바와 같이 이물질 수용부(221)의 저면 즉, 하부 패널(210)이 용융아연도금 액의 탕면 높이보다 높은 위치에 위치되게 별도의 이동수단(도면 미도시)을 작동시켜 스나우트(200)를 상부로 이동시킨다.

상기와 같이 스나우트(200)를 상부로 이동시키면, 이물질 수용부(221)로 유입된 이물질은 하부 패널(210)의 경사면을 따라서, 양 측면으로 이동된 후 스나우트(200)의 양 측면에 형성된 배출공(201)을 통하여 하우징(230)의 내부로 유입된다.

이때 구동모터(240)를 작동시키면, 상기 구동모터(240)의 회전축(241)에 설치된 회전날개(250)가 회전하게 되고, 그 회전날개(250)의 회전력에 의해서 하우징(230)으로 유입된 용융아연도금 액을 포함하는 이물질은 배출관(232)을 통하여 배출된다.

상기와 같이 배출되는 이물질은 연장판(260)에 설치된 유도판(270)에 유도되어 스나우트(200)의 하부 외측방향 즉, 용융아연도금조(100)에 재 공급하게 된다.

한편, 하우징(230)의 내부에 설치된 방열판(231)은 구동모터(240)가 과열되는 것을 방지하는 것이다.

또한, 상기 하우징(230)의 상단에 설치된 냉각 가스 공급관(280)을 통하여 공급되는 냉각용 질소가스는 구동모터(240)가 가열되는 것을 방지하는 것이고, 상기 하우징(230)의 중앙에 설치된 실링 가스 공급관(281)을 통하여 공급되는 실링용 질소가스는 용융아연에서 발생되는 고온의 열기가 상부 즉, 모터 측으로 이동하는 것을 차단하게 되는 것이며, 상기 하우징(230)의 내부로 공급된 질소가스는 배기관(282)을 통하여 외부로 배기 되는 것이다.

그리고, 이물질의 배출이 완료된 후 스나우트(200)를 하부로 이동시키면, 하우징(230)으로 유입된 이물질 중 배출되지 않은 이물질은 도 6에 나타낸 바와 같이 하우징(230)의 내부에 수용된 상태를 유지하게 되는 것이다.

따라서, 상기 용융아연도금조의 용융아연도금 액 량은 전체적으로 변화가 없게 되고 그에 따른 용융아연도금조의 용융아연도금 액 수위도 변하지 않으면서 스나우트(200)내의 탕면은 청정하게 관리가 됨으로 강판(S)의 용융아연도금은 고품위의 제품이 되는 것이다.

상술한 바와 같이 스나우트 하단 내부에 이물질 수용부를 형성시켜 이로 스나우트 내부의 탕면에 존재하는 이물질이 수용되게 한 후 그 수용된 이물질을 스나우트 외부의 용융아연도금조로 배출함으로서 스나우트 내의 탕면을 청정하게 관리할 수 있어 강판의 용융아연도금시 강판에 이물질이 부착됨으로서 발생하는 용융아연도금의 결함을 해소할 수 있는 효과가 있다.

Claims

끝단일부가 용융아연도금조(100)에 침지되게 설치되어 용융아연도금대상 강판(S)을 용융아연도금조에 안내하는 스나우트(200)에 있어서,

상기 스나우트(200)의 하단에 설치된 하부 패널(210)과, 상기 강판(S)의 진행에 지장을 초래하는 폭과 길이를 갖도록 상기 하부 패널(210)의 중앙에 형성된 강판진행 홀(211)과, 상기 강판진행 홀(211)의 가장자리에 상향 돌출되게 설치된 수직패널(220)과, 상기 스나우트(200)와 수직패널(220) 사이에 형성되고 하단 측면에는 배출공(201)이 구비된 이물질 수용부(221)와, 상기 스나우트(200)의 외부 측벽에 설치된 하우징(230)과, 상기 하우징(230)의 내부에 설치된 구동모터(240)와, 상기 구동모터(240)의 회전축(241)에 연결된 상태로 용융아연도금조(100)에 침지되게 설치된 회전날개(250)를 포함하고;

상기 하우징(230)의 상단에는 구동모터(240)가 가열되는 것을 방지하도록 냉각용 질소가스가 공급되는 냉각 가스 공급관(280)과, 상기 하우징(230)의 중앙에는 고온의 열기가 상부로 이동되는 것을 차단하도록 실링용 질소가스가 공급되는 실링 가스 공급관(281)과, 상기 하우징(230)의 내부로 공급된 질소 가스를 배기시키는 배기관(282)이 더 설치됨을 특징으로 하는 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치.
제 1 항에 있어서, 상기 배출공(201)은 이물질 수용부(221)의 양 측면에 각각 형성되고, 상기 하우징(230)과 구동모터(240) 및 회전날개(250)는 스나우트(200)의 외부 양 측벽에 각각 설치됨을 특징으로 하는 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치.
제 1 항에 있어서, 상기 하부 패널(210)은 중앙부는 높고 양 단부는 점점 낮 아지도록 경사지게 설치됨을 특징으로 하는 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치.
제 1 항에 있어서, 구동모터(240)에 회전축(241)으로 연결된 회전날개(250)가 회전할 때 하우징(230)의 수위와 이물질수용부(221)의 수위 및 강판진행홀(211)의 수위 간에 각각의 낙차를 발생시켜 강판진행홀(211)에 있는 부유 이물질이 포함된 용융아연을 낙차에 의해 스나우트(200) 밖으로 배출하는 특징으로 하는 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치.
제 1 항에 있어서, 상기 하우징(230)의 내부에는 구동모터(240)가 가열되는 것을 방지하기 위한 방열판(231)이 더 설치됨을 특징으로 하는 스나우트 내부의 탕면 이물질제거장치.
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