KR100859582B1 - 아연도 강관의 용사 가이드 및 용사 찌꺼기 제거 장치 - Google Patents

아연도 강관의 용사 가이드 및 용사 찌꺼기 제거 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용융 아연 도금 강판 및 강대를 이용하여 강관을 제조시 용접부에 아연 용사층을 형성하기 위한 아연선 용사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강관(1)의 용접부 상면 양측 길이 방향으로 대응 밀착되어 아연선 용사시 퍼짐을 막고 용접부의 아연 부착량을 증가 시킬수 있도록 된 가이드(12)(12')와; 상기 가이드(12)(12') 저면에 위치하여 가이드(12)(12')를 고정하고 실린더(13)에 의해 가이드 레일(14)을 따라 강관의 길이 방향으로 이동하는 지지구(15)와; 가이드 양측 상부면에 밀착 대응되어 아연선 용사시 가이드 상면에 눌어 붙은 아연 용사 찌꺼기를 제거하는 절삭칼(16)(16')과; 상기 절삭칼(16)(16')이 설치된 고정구(17)와 가이드(12)(12') 및 지지구(15)가 설치고정되는 본체(11)로 용사 가이드장치(10)가 구성된 것으로서, 본 발명은 아연용사층의 가장자리가 직선으로 매끄럽게 형성되고 용접부에 아연 부착량을 증가 시키고, 또한 용사시 가이드 상면에 눌어붙는 찌꺼기를 절삭칼로 연속적으로 제거함으로 작업공정의 효율을 향상시키는 장치이다. 이로인해 강관의 용접부에 아연 용사층이 균일하게 형성되고 부착량의 증대로 강관의 부식으로 손상되어 발생되는 녹을 방지하게 된다. 본 발명은 본 장치를 이용해 제조된 구조용 아연 도금 강관이나 비닐 하우스용 강관 등의 용접부는 모재와 유사한 부식성을 부여하게 되어 제품의 수명을 향상시킬 수 있도록 한 아연선 용사 집중화를 위한 가이드 및 아연 용사 찌꺼기 제거 장치에 관한 것이다.
강관, 아연 용사, 용사 가이드, 절삭 칼, 가이드이동장치

Description

아연도 강관의 용사 가이드 및 용사 찌꺼기 제거 장치{SPRAY GUIDE OF ZINC COATED STEEL PIPE AND ELIMINATING DEVICE OF SPRAY RESIDUE}
도 1은 종래의 아연도 강관 용사 실시 예로서 아연도 강관의 용접부에 아연선을 용사한 상태의 단면도.
도 2는 종래의 실시 예로서 아연도 강관의 용접부에 용사 후 용접부 길이 방향으로 용사된 상태의 표면 예시도.
도 3은 본 발명의 아연도 강관 용접부에 아연선을 용사할 수 있도록 된 용사 가이드 및 용사 찌꺼기 제거장치를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 아연도 강관 용접부에 아연선을 용사할 수 있도록 된 용사 가이드 및 용사 찌꺼기 제거장치를 나타낸 좌측면도.
도 5는 본 발명의 아연도 강관 용접부에 아연선을 용사할 수 있도록 된 용사 가이드 및 용사 찌꺼기 제거장치를 나타낸 우측면도.
도 6은 본 발명의 아연도 강관 용접부에 아연선을 용사할 수 있도록 된 용사 가이드 및 용사 찌꺼기 제거장치를 나타낸 평면도.
도 7은 본 발명의 실시 예로서 강관의 용접부에 아연선을 용사시 가이드를 왕복 이동시키기 위한 실린더의 연결구성도.
도 8은 본 발명의 실시 예로서 강관의 용접부에 아연선을 용사한 후 가이드 상면에 눌어붙은 찌꺼기를 절삭 칼로 제거하는 상태를 나타낸 발취도.
도 9는 본 발명의 실시 예로서 강관의 용접부에 아연선을 용사한 상태를 나타낸 강관의 일부 발취단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1:강관 2:강관 몸체
3:아연코팅층 10:용사 가이드 장치
11:본체 12,12':가이드
13:실린더 13':피스톤로드
14,14':고정부재 14a가이드레일
14b:가이드홈 15:지지구
16,16':절삭 칼 17:고정구
18:고정 브라켓 19:고정볼트
19':스프링 20:입구
21:출구 22:관로
23:유턴호스 30:용사 노즐
본 발명은 용융 아연 도금 강판및 강대를 이용하여 강관을 제조시 용접부에 아연 용사층을 형성하기 위한 아연선 용사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아연도 강관 파이프를 제조시 용접부에 가이드 장치를 설치하여 아연선 용사시 가장자리에 퍼짐이 발생하는 것을 방지하며, 용접부의 아연 부착량을 증가 시킬수 있도록 하였으며, 아연선 용사시 가이드의 상면에 용사된 아연이 눌어붙는 것을 연속적으로 제거하여 작업공정의 효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다. 이렇게 된 본 발명은 제품의 외관이 미려하고 용접부의 아연 부착량을 증가시켜 강관이 부식으로 인해 녹이 발생하는 것과 파이프를 절곡 시 균열이 발생하는 것을 방지하여 고품질의 강관을 제공할 수 있도록 한 아연도 강관의 용사 가이드 및 아연 찌꺼기 제거 장치에 관한 것이다.
종래에도 용융 아연 도금 강판 및 강대를 이용하여 강관을 제조시 용접부에는 강대의 표면에 도금된 아연층이 용접에 의해 타버리기 때문에 용접부의 손상된 부분(아연층)을 보강하기 위해 표면에 아연선을 용사하였다.
상기와 같이 용접된 강관의 이음부에 아연선 용사시 강관표면에 용사가 퍼짐현상으로 융착됨으로 아연이 용사된 가장자리가 파형으로 굴곡지게 됨으로 얼룩자국이 남아 품질을 저하시키는 것과 아연 용사 지점의 관리가 이루어지지 않아 아연용사가 퍼져 부착량을 조절할 수 없어 얇게 용사되는 문제점이 있다.
이를 구체적으로 살펴보면 강관을 제조하기 위해서는 먼저, 저장(skid)공정으로 원재료(coil, skelp)를 치장 보관하는 공정과, 원재료를 가공키 위해 풀어주는 공정(uncoiler)과, 연속적으로 작업 진행을 위해 선단부와 말단부의 불량부분을 제거하고 용접 연결하는 공정( shear welding)과, 강관 제조를 위한 원형으로 성형(forming)하는 공정과, 강대를 막대 용접(welding)하는 공정과, 용접시 나타나는 용접 개제물(bead)를 제거하는 공정과, 도금 강대의 타버란 부분을 보상하기 위한 아연선을이용한 용사(zn metallizing)처리 공정과, 정확한 원형과 각형(각관)을 만들기 위한 정형(sizing)공정과, 도금 표면의 부식(white rust)을 막기 위한 수지처리(coating)공정과, 수요자의 요구 길이별로 생산하기 위한 절단(cutting)공정과, 절단된 제품의 관단면을 가공하는 면취(facing)공정과, 제품의 규격 및 수요자 요구에 따라 규정된 본수를 포장하는 공정으로 강관이 제조된다. 상기 설명된 강관은 농촌 등에서 사용하는 하우스용 파이프와 구조용 아연도 강관을 말하는 것이다.
상기와 같이 제조되는 강관 제조공정에 있어서 강관(100)의 몸체(200)이음부를 용접하고 용접시 발생된 비드을 제거한 다음 용접에 의해 타버린 아연층(300)을 아연선을 용사시켜 도 1과 같이 아연 용사층(400)을 형성하게 되는데 강관(100)의 몸체(200) 용접부 표면에 형성된 아연 용사층(400)의 가장자리가 도 2와 같이 파형으로 불규칙하게 퍼지면서 용사 되어 소정의 두께로 형성하지 못하고 용사층이 얇게 형성됨으로 차후 녹과 부식이 발생되어 강관의 수명을 단축시키는 단점과 아연이 용사된 부분의 강관 표면에 얼룩이 발생하여 제품의 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.
즉, 통상의 강관을 형성하는 패널의 아연층은 약20㎛ 전후이나 강관을 형성하기위해 롤러로 말면서 이음부를 용접하여 강관을 형성하게 되는데 이때 강관 이음부의 아연층이 용접에 의해 손상됨으로 용접부에 아연선을 용사하게 되는데 용사시 퍼짐이 발생하여 용사층이 6㎛전후 정도 밖에 올리지 못함으로 최초 형성된 아연층에 도달하지 못하고 강관의 용접부가 취약하여 부식과 녹이 발생됨으로 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 강관 파이프 제조시 용접부에 가이드 장치를 설치하여 아연선 용사시 가장자리에 퍼짐이 발생하는 것을 방지하여 용사층이 모아지도록 하는 동시에 아연선 용사시 가이드의 상면에 용사된 아연이 눌어붙은 찌꺼기를 제거할 수 있도록 하여 제품의 외관이 미려하고 부착량이 증가하여 용접부의 아연층이 손상되어 녹이 발생하는 것과 파이프를 절곡시 균열이 발생하는 것을 방지하여 고품질의 강관을 제공할 수 있도록 함을 목적으로 한 아연도 강관의 용사 가이드 및 아연 찌꺼기 제거 장치를 제공할 수 있도록 한 것이다.
강관의 용접부 표면에 아연선을 용사시켜 아연 용사층을 형성하는 것에 있어서,
강관(1)의 용접부 상면 양측 길이 방향으로 대응 밀착되어 아연선 용사시 퍼짐 방지와 부착량 증대를 위한 용사 가이드(12)(12')와;
상기 용사 가이드(12)(12') 저면에 위치하여 용사 가이드(12)(12')를 고정한 고정부재(14)(14')와 결합되어 실린더(13)에 의해 왕복이동하는 지지구(15)와;
상기 고정부재(14') 일면에 고정되어 본체 내면에 결합된 기이드 홈(14b)에 끼워져 지지구(15)의 이동을 안내하는 가이드 레일(14a)과;
용사 가이드 양측 상부면과 밀착 대응되어 아연선 용사시 가이드(12)(12') 상면에 눌어 붙은 찌꺼기를 제거하는 절삭칼(16)(16')과;
상기 절삭칼(16)(16')이 설치된 고정구(17)와 용사 가이드(12)(12') 및 지지구(15)가 설치고정되는 본체(11)로 용사 가이드장치(10)가 구성된다.
상기 양측 용사 가이드(12)(12')는 내부에 관로(22)가 형성되어 용사시 나오는 고열로부터 용사 가이드가 변형되는 것을 막기 위해 일측 용사 가이드(12)에는 냉각수 입구(20)를 형성하고 대응된 측의 용사 가이드(12')에는 냉각수 출구(21)를 형성하며, 냉각수 입구와 냉각수 출구가 형성된 타측의 용사 가이드(12)(12') 관로(22)에는 유턴호스(23)를 연결시켜 냉각수가 가이드(12)(12')를 순환 냉각 시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 절삭 칼은 저부에 날부(16a)가 돌출되어 용사 가이드 내면에 눌어붙은 아연을 제거할 수 있도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 도 3은 본 발명의 아연도 강관 용접부에 아연선을 용사할 수 있도록 된 용사 가이드 및 용사 찌꺼기 제거장치를 나타낸 사시도 로서, 용사 가이드(12)(12'), 고정부재(14)(14')가 지지구(15)에 결하되고 지지구(15)는 저면에 위치한 실린더(13)에 의해 일측으로 왕복이동한다.
이때, 가이드 상면과 대응 밀착된 절삭 칼(16)(16')은 본체(11)에 설치된 고정구(17)에 의해 이동되지 않고 고정된 상태이므로 용사 가이드가 이동시 절삭칼(16)(16')이 용사 가이드 상면과 내면에 눌어붙는 아연용사 찌꺼기를 제거할 수 있도록 한다.
또한 용사 가이드를 고정한 고정부재 일측 외면에는 가이드레일(14a)를 고정하고 본체(11) 내면에는 가이드레일(14a)과 결합되는 가이드 홈(14b)을 설치하여 가이드레일이 끼워지도록 함으로서 고정부재가 실더에 의해 이동시 부드럽게 슬라이딩될 수 있도록 한다.
상기 용사 가이드(12)(12')에는 관로(22)가 형성되어 냉각수가 순환되도록 함으로 가이드의 열을 냉각시킨다.
도 4는 본 발명의 아연도 강관 용접부에 아연선을 용사할 수 있도록 된 용사 가이드 및 아연 찌꺼기 제거장치 좌측면도로서, 용사 가이드장치(10)의 본체(11) 일면에 2개의 가이드(12)(12')를 설치하되 2개의 가이드(12)(12')는 가운데에 용접부가 노출되도록 이격되어 설치되며, U자 형태의 지지구(15)의 상단에 고정된다.
상기 가이드(12)(12') 하단 양측 모서리는 고정부재(14)(14')에 안착되어 지지되며, 상기는 고정부재(14') 일면에 인접 설치된 가이드레일(14a)은 본체(11) 내측에 설치된 가이드레일 홈(14b)에 끼워지도록 설치된다.
상기 지지구(15) 상부에 고정된 용사 가이드는 지지구 저면에 설치된 실린더(13)에 의해 좌우로 왕복이동 된다. 이때 용사 가이드를 고정한 고정부재(14') 외면에 설치된 가이드레일(14a)은 본체(11)에 설치된 가이드 홈(14b)에 끼워져 슬라이딩 되도록 함으로써 용사 가이드(12)(12')가 부드럽게 슬라이딩 된다.
또한 용사 가이드장치(10)의 본체(11) 상단 중앙에는 말굽 형태의 고정구(17)가 설치되어 절삭 칼(16)(16')을 설치하되 절삭 칼은 스프링(19')이 개재된 고정볼트(19)에 의해 지지되어 2개의 가이드(12)(12') 양측에 교차되도록 설치된다.
또한, 2개의 용사 가이드(12)(12')는 내부에 냉각수가 순환될 수 있도록 관로(22)가 형성되고 2개의 용사 가이드 중 일측 용사 가이드(12)는 냉각수가 인입되는 입구(20)가 형성되고 다른 일측의 용사 가이드(12')에는 출구(21)가 형성되며, 용사 가이드(12)(12')의 다른 일측단은 냉각수가 유턴될 수 있도록 서로 유턴호스(23)를 연결하여 냉각수가 입구에서 출구까지 2개의 용사 가이드(12)(12') 내부를 이동하면서 냉각시켜 아연선 용사시 발생되는 열을 냉각시켜 용사 가이드의 변형을 방지하도록 하였다.
도 5는 본 발명의 아연도 강관 용접부에 아연선을 용사할 수 있도록 된 용사 가이드 및 아연 찌꺼기 제거장치 우측면도로서, 본체(11)의 중앙부에는 U형의 지지구(15)가 설치되어 강관(1)이 이동될 수 있도록 하고 강관(1)의 상면 융착부 양측에는 가이드(12)(12')가 소정의 간격으로 서로 대응설치되며, 지지구의 하단 저면에는 고정브라켓(18)이 설치되고 고정 브라켓(18)에는 실린더의 피스톤로드(13')가 설치되어 가이드(12)(12')를 좌우로 이송시킬 수 있도록 한다. 또한 도 5의 가이드에는 냉각수의 입구(20)와 출구(21)가 설치되어 가이드(12)(12')를 냉각시킬 수 있도록 한 구성을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 아연도 강관 용접부에 아연선을 용사할 수 있도록 된 용사 가이드 및 아연 찌꺼기 제거장치 평면도로서, 본체(11)의 상단부에 설치된 고정구(17) 저부에 절삭 칼(16)(16')을 설치하되 고정구(17)는 양측에 고정볼트(19)가 형성되고 고정볼트(19)에는 스프링(19')이 끼워져 가이드(12)(12') 상단부에 대응되는 절삭 칼(16)(16')을 지지할 수 있도록 한다. 상기 스프링(19')은 절삭 칼(16)(16')이 가이드(12)(12') 상면에 밀착되도록 설치됨과 동시에 텐션(tension)이 형성되도록 하여 절삭 칼(16)(16')의 날부(16a)로 가이드 상면과 내면에 눌어붙은 아연 찌꺼기를 깨끗하게 긁어낼 수 있도록 한다.
상기 고정구(17)는 말굽과 같은 형상으로 이루어져 중간에 공간부가 형성되며 공간부 중앙에는 가이드가 슬라이드되는데 방해가 되지 않는 범위에 아연 용사 노즐(30)이 설치되어 가이드(12)(12') 사이로 아연선을 용사시켜 강관(1)의 몸체(2) 용접부에 아연 용사층(4)이 형성되도록 한다.
상기 절삭 칼(16)(16')로 가이드 상면과 내면에 눌어붙은 찌꺼기를 제거하게 되는데 이때 하부의 가이드와 지지구가 실린더에 의해 좌우 이동되는 과정에서 상부에 고정된 절삭 칼(16)(16')의 날부(16a)가 눌어붙은 아연 찌꺼기를 긁어낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예로서 강관의 용접부에 아연선 용사시 가이드를 왕복 이동시키기 위한 실린더의 연결구성도로서, 용사 가이드(12)(12')는 지지구(15) 상부에 위치하고 용사 가이드 상부 양측에는 절삭 칼(16)(16')이 교차되도록 설치되며, 절삭 칼(16)(16') 사이 공간부에는 아연선을 용사시킬 수 있도록 용사 노즐(30)이 설치된다.
또한, 지지구(15) 저면에 실린더(13)를 설치하되 실린더의 피스톤 로드(13')는 지지구(15) 일측에 설치된 고정 브라켓(18)과 결합되어 실린더(13)가 작동하면 피스톤 로드(13')가 신장되면서 가이드 레일(14a)이 가이드 홈(14b)을 따라 지지 구(15)와 용사 가이드(12)(12')및 고정부재(14)(14')를 피스톤 로드(13')의 신장 길이 만큼 이동시키게 되며 용사 가이드(12)(12') 상면과 밀착 대응된 절삭 칼(16)(16')은 고정된 상태이므로 용사 가이드가 이동되면서 절삭 칼(16)(16')의 날부(16a)에 의하여 용사 가이드 상면과 내벽에 눌어붙은 찌꺼기를 제거한다.
상기 고정부재(14)(14')는 용사 가이드 양측 하단에"┗ ┛" 형으로 형성되어 용사 가이드가 고정부재(14)(14')에 안착된 형태로서, 하부에 설치된 실린더(13)에 의해 용사 가이드가 가이드 홈(14b)에 끼워진 가이드레일(14a)의 이동에 따라 왕복 이동 되록한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시 예로서 강관의 용접부에 아연선을 용사한 후 용사 가이드 내면에 눌어붙은 찌꺼기를 절삭 칼로 제거하는 상태를 나타낸 발취도로서, 강관(1)의 용접부 양측에 용사 가이드(12)(12')가 대응 밀착되고 용사 가이드와 용사 가이드 사이에 아연선이 용사되어 아연 용사층(4)을 형성한다.
용사 가이드 사이의 용접부에 아연선을 용사하는 과정에서 아연 용사의 퍼짐현상 방지와 아연 부착량 증가를 용사 가이드가 행하여, 강관(1)의 몸체(2)용접부에 용사되어 형성되는 아연 용사층(4)은 가장자리가 매끄럽게 이루어지며, 특히 용사 가이드 상면과 내면에 아연이 눌어붙는 것을 일정 시간마다 절삭 칼이 제거함으로써 작업 공정의 효율을 향상시키게 된다.
도 9는 본 발명의 실시 예로서 강관의 용접부에 아연선을 용사한 상태를 나타낸 강관의 일부 발취단면도로서, 본 발명의 용사 가이드 장치(10)로 강관(1)이 용접부에 아연선을 용사한여 용사층(4)를 형성한 것이다. 상기 도 9에 도시된 바와 같이 강관의 용접부에 용사된 용사층(4)과 강관(1) 몸체(2) 외면에 도금된 아연층(3)의 두께를 유사하게 함으로써, 강관의 용접부가 부식되어 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.
이와 같이 된 본 발명은 강관의 이음 용접부에 아연선 용사시 용접부의 양측 면에 가이드를 설치하여 아연선을 용사 시킴으로써 아연층의 가장자리가 직선으로 매끄럽게 형성되고 아연 부착량이 증대 되며, 또한 용사시 가이드 상면과 내면에 눌어붙는 찌꺼기를 절삭 칼로 제거함으로 작업공정의 효율을 향상시키는 동시에 제품의 품질 향상시키는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 강관의 용접부에 아연 용사층이 부식 손상되어 발생되는 녹을 방지하고 농촌에서 하우스 설치시 강관을 절곡할 때 절곡부에 균열이 발생하는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

Claims (3)

  1. 강관의 용접부 표면에 아연선을 용사시켜 아연용사층을 형성하는 것에 있어서,
    강관(1)의 용접부 상면 양측 길이 방향으로 대응 밀착되어 아연선 용사시 퍼짐 방지와 부착량 증대를 위한 용사 가이드(12)(12')와;
    상기 용사 가이드(12)(12') 저면에 위치하여 용사 가이드(12)(12')를 고정한 고정부재(14)(14')와 결합되어 실린더(13)에 의해 왕복이동하는 지지구(15)와;
    상기 고정부재(14') 일면에 고정되어 본체 내면에 결합된 가이드 홈(14b)에 끼워져 지지구(15)의 이동을 안내하는 가이드 레일(14a)과;
    용사 가이드 양측 상부면과 밀착 대응되어 아연선 용사시 가이드(12)(12') 상면과 내면에 눌어 붙은 찌꺼기를 제거하는 절삭칼(16)(16')과;
    상기 절삭칼(16)(16')이 설치된 고정구(17)와 용사 가이드(12)(12') 및 지지구(15)가 설치고정되는 본체(11))로 구성된 것을 특징으로 하는 아연도 강관의 용사 가이드 및 아연 찌꺼기 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    양측 용사 가이드(12)(12')는 내부에 관로(22)를 형성하되 일측 용사 가이드(12)에는 입구(20)를 형성하고 대응된 측의 가이드(12')에는 출구(21)를 형성하며, 입구와 출구가 형상된 타측의 가이드(12)(12') 관로(22)에는 유턴호스(23)를 연결시켜 냉각수가 용사 가이드를 순환 냉각 시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 아연도 강관의 용사 가이드 및 용사 찌꺼기 제거 장치.
  3. 제1항 에 있어서,
    절삭 칼(16)(16')은 저부에 날부(16a)가 돌출되어 가이드 내면에 눌어붙은 아연을 제거할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 아연도 강관의 용사 가이드 및 용사 찌꺼기 제거 장치.
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