KR100957988B1 - 산세탱크 내의 부유물 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산세공정에 있어서 산세탱크 내에 발생하는 이물질 등에 의한 부유물을 제거하는 장치에 관한 것으로, 본 발명은 스트립에 발생되는 스케일을 제거하기 위한 산세작업시 산세탱크 내에 생성되는 부유물을 분리 및 제거하기 위한 부유물 제거장치에 있어서, 상기 산세탱크 상부에 위치하며, 한쌍의 구동축과 종동축을 포함하고, 상기 구동축 및 종동축에 걸쳐져서 회전하는 스키머 벨트; 상기 스키머 벨트의 표면에 일정한 간격으로 수직으로 부착되며, 다수개의 구멍이 형성되어 있는 막으로 형성되는 다수개의 스키머 날개; 지지프레임에 회동가능하도록 장착되며, 상기 종동축의 양끝단에 연결되어, 상기 종동축을 상하로 이동시키는 실린더; 및 상기 구동축 및 종동축 사이에서 상기 스키머 벨트의 내부 및 하부에 장착되어 상기 스키머 벨트를 지지하는 한쌍의 지지 롤러;를 포함하고, 상기 산세탱크 내의 부유물을 제거하기 위하여 상기 실린더를 통해 종동축이 하강하여 상기 스키머 벨트가 일정각도를 형성하도록 하고, 상기 스키머 날개에 의해 부유물을 이송시켜 배출하는 것을 특징으로 하는 산세탱크 내의 부유물 제거장치를 제공한다.

산세, 부유물, 스키머, 벨트, 각도

Description

산세탱크 내의 부유물 제거장치{APPARATUS FOR REMOVING A FLOATAGE IN A PICKLING TANK}

도 1은 종래의 산세공정에 있어서 부유물에 의한 강판 스트립의 결함 발생을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 의한 부유물 제거장치의 사시도이다.

도 3은 본 발명에 의한 부유물 제거장치의 분해조립도이다.

도 4는 본 발명에 의한 부유물 제거장치의 스키머 날개의 사시도(a) 및 조립 상태도(b,c)이다.

도 5는 본 발명에 의한 급수배관 및 에어공급배관의 사시도(a) 및 포집구의 사시도(b)이다.

도 6은 본 발명에 의한 부유물 제거장치의 작동 상태를 도시한 것으로, (a)는 제거 작업 상태, (b)는 작업 완료 후의 상태를 도시한 것이다.

도 7은 본 발명에 의한 부유물 제거장치의 작동 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 스트립 2: 부유물

4: 염산 용액 5: 염산 탱크

10: 홀드다운 롤 12: 스키머 벨트

13: 스키머 날개 14: 에어공급배관

15: 급수배관 16: 포집구(이물받이)

17: 실린더 19,20: 스키머 고정 바

27: 구동 모터 30: 지지프레임

본 발명은 산세공정에 있어서 산세탱크 내에 발생하는 이물질 등에 의한 부유물을 제거하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염산 및 황산을 이용하여 철강 제조과정에서 생성된 스트립의 스케일을 제거하는 산세작업 도중에 발생하는 탱크 내의 이물질 등의 부유물질을 자동으로 보다 용이하게 제거하여 강판 스트립에 결함이 발생하는 것을 방지하기 위한 부유물 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 염산 및 황산을 이용하여 스트립의 스케일을 제거하는 산세공정은 연속적인 작업이 이루어지게 되므로, 코일형태로 감긴 스트립을 풀거나 연결하고 저장하는 등의 스트립이 통과하는 설비가 길게 늘어서있게 된다. 또한 열간 압연 후 발생하거나 발생된 결함을 제거하기 위한 전처리 작업인 정정 작업이나 이송을 하고 뜨거운 핫 코일을 냉각장에서 냉각을 실시해야 하는 등의 시간이 필연적으로 발생하게 된다.

이와 같이 코일형으로 감긴 스트립에 산세작업을 실시하기 위해서 많은 시간 과 공정, 설비를 통과 해야 하는데, 이때 설비에서나 공정 중에 각종 오염물질이나 이물 또는 부유물질이 스트립에 묻어서 염산탱크(5)까지 도달되거나, 산세 작업 대기 상태에서 코일형태로 감긴 스트립 외권부에 치입되는 각종 이물질 등이 제거되지 않고 염산탱크(5)에 도달하게 된다. 이와 같은 이물질들 중 염산에 녹지 않는 오염물질은 탱크(5) 내에 침전되거나 부유물(2)이 된다.

탱크(5) 내의 부유물이나 침전물질은 새롭게 투입되는 산성 용액으로 인해 배출되는 용액과 함께 제거되어야 하지만, 강판의 스트립(1)이 최고 10mpm(meter/min)의 속도로 이동하기 때문에 스트립의 흐름에 따라서 부유물은 이물 치입 부위(3)에 모이게 된다. 이와 같이 모인 부유물(2)은 스트립(1)이 산세를 마치고 탱크 바깥으로 나올때 스트립의 상하부에 부착된다. 부착된 부유물은 홀드다운 롤러(10)에 의해 눌려지고, 또한 스트립의 이송을 위한 더블 링거 롤러(11)를 통과할 때 더욱 압착되어 스트립에 치명적인 결함을 남기게 되는 것이다. 이를 '이물 묻음'이라고 하며, 이와 같이 결함이 발생된 스트립은 정상적인 제품의 기능을 하지 못하게 되는 중대한 제품 불량 요인이 되고 있다.

상기와 같은 결함이 발생되면, 종래에는 즉시 산세 설비의 운전을 멈추고 염산을 모두 빼낸 다음, 작업자가 직접 염산 탱크 속으로 들어가서 내부를 청소하는 작업을 수행하였다. 따라서 결함의 발생에 따라서 산세 탱크의 커버를 자주 열어야 함은 물론, 커버를 통해 염산 흄(fume)이 다량으로 유출되어 환경 오염 및 안전사고의 문제도 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 산세탱크의 산세용액에 존재하는 이물질 등의 부유물질을 산세 작업도중 연속적으로 제거하여 스트립 제품의 불량 발생을 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 산세 공정중 부유물을 자동으로 제거할 수 있도록 하여, 작업자의 안전사고 방지 및 염산의 누출에 의한 환경 오염을 방지하고, 산세 작업의 생산성을 향상하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 스트립에 발생되는 스케일을 제거하기 위한 산세작업시 산세탱크 내에 생성되는 부유물을 분리 및 제거하기 위한 부유물 제거장치에 있어서, 상기 산세탱크 상부에 위치하며, 한쌍의 구동축과 종동축을 포함하고, 상기 구동축 및 종동축에 걸쳐져서 회전하는 스키머 벨트; 상기 스키머 벨트의 표면에 일정한 간격으로 수직으로 부착되며, 다수개의 구멍이 형성되어 있는 막으로 형성되는 다수개의 스키머 날개; 지지프레임에 회동가능하도록 장착되며, 상기 종동축의 양끝단에 연결되어, 상기 종동축을 상하로 이동시키는 실린더; 및 상기 구동축 및 종동축 사이에서 상기 스키머 벨트의 내부 및 하부에 장착되어 상기 스키머 벨트를 지지하는 한쌍의 지지 롤러;를 포함하고, 상기 산세탱크 내의 부유물을 제거하기 위하여 상기 실린더를 통해 종동축이 하강하여 상기 스키머 벨트가 일정각도를 형성하도록 하고, 상기 스키머 날개에 의 해 부유물을 이송시켜 배출하는 것을 특징으로 하는 산세탱크 내의 부유물 제거장치를 제공한다.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 의한 부유물 제거장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 부유물 제거장치의 분해조립도이다.

본 발명에 따른 부유물 제거장치는 한쌍의 축에 의해 구동하는 스키머 벨트와, 스키머 벨트에 수직으로 부착되어 있는 스키머 날개, 및 상기 스키머 벨트를 일정각도로 구부러지도록 조정하는 실린더와 스키머 벨트를 지지하는 한쌍의 지지롤러를 포함하게 된다.

먼저, 스키머 벨트(12)는 염산 용액에 반응하지 않는 고무와 같은 재질로 형성되며, 일측에 구동축을 이루는 구동롤러(25)가 위치하고, 타측에는 종동축을 이루는 종동롤러(23)가 위치하게 된다. 벨트(12)는 상기 구동축 및 종동축 사이에서 주행하게 된다. 상기 구동롤러(25)는 그 일측에 설치된 구동모터(27)에 연결되어 구동되며, 구동모터(27)와 구동롤러(25)의 사이에는 회전속도 조절을 위한 감속기어 박스(26)가 연결된다. 벨트(12)는 상기 구동롤러(25)와 종동롤러(23) 사이에 탄성적으로 걸쳐져서 구동롤러의 회전에 따라 회전하게 된다.

한편, 스키머 벨트(12)는 지지프레임(30)에 지지되어 있으며, 이와 같은 지지프레임(30)에는 스키머 벨트의 구동롤러(25) 및 구동모터(27)가 장착되며, 스키머 벨트(12)의 종동롤러(23)는 후술할 실린더에 의해 상하로 자유롭게 이동가능하도록 상기 지지프레임(30)에 장착되어 있지 않게 된다.

또한, 상기 스키머 벨트(12)의 종동롤러(23)와 구동롤러(25)의 사이에는 스키머 벨트(12)의 굽힘시 그 벨트의 처짐을 방지하기 위한 지지롤러(24)가 설치된다. 지지롤러(24)는 벨트 내부 및 벨트의 하부면에 접촉하도록 한쌍이 설치된다. 상기 지지롤러(24)는 고정바(19, 20)의 연결부위에 장착된다.

상기 스키머 벨트(12)의 표면에는 다수개의 구멍이 형성된 망사형의 스키머 날개(13)가 부착된다. 이는 도 4에 보다 상세히 도시되어 있다. 도 4는 본 발명에 의한 부유물 제거장치의 스키머 날개의 사시도(a) 및 조립 상태도(b,c)이다.

상기 도 4 (a)에서와 같이, 스키머 날개(13)는 스키머 벨트(12)의 표면에 수직으로 부착되어 있게 된다. 상기 스키머 날개는 스키머 벨트와 마찬가지로 염산 등의 산용액에 부식되지 않도록 고무 재질로 형성되며, 또한 지지롤러(24)를 통과할 수 있도록, 즉 탄성적으로 눕혀지고 다시 세워질 수 있도록 고무와 같은 탄성재로 형성되어야 한다. 상기 스키머 날개(13)는 도 4 (b) 및 (c)에서와 같이, 'ㄴ'자형의 보조판(13a)에 의해 수직으로 세워지며 벨트(12)에 접착제 등을 통해 부착된다. 또한 벨트(12)에는 부착판(12a)이 부착되어 있어서 상기 보조판(13a)의 접착을 보다 용이하게 한다.

도 5는 본 발명에 의한 급수배관 및 에어공급배관의 사시도(a) 및 포집구의 사시도(b)이다. 도 5에서와 같이, 상기 스키머 벨트(12)의 구동롤러(25) 측에는 각각 물을 공급하는 급수배관(15) 및 에어를 공급하는 에어공급배관(14)이 설치된다. 각각의 배관(14,15)에는 분사노즐(14a.15a)이 설치되며, 이들을 통해 물 및 공기가 분사되는 것이다. 상기 급수배관(15)은 상기 스키머 벨트의 구동축인 구동롤러(25) 와 인접하여 설치되며, 그 설치위치는 도 6에 도시한 바와 같다. 급수배관(15)은 스키머 날개를 통해 이송되어지는 부유물들을 제거하기 위하여 물을 뿌려서 씻어내는 역할을 하게 된다. 이와 같이 부유물을 제거하고, 스키머 날개 및 스키머 벨트에 묻어있는 물을 제거하기 위하여 에어공급배관(14)이 사용된다. 에어공급배관(14)은 스키머 벨트(12)의 하부에 구동축인 구동롤러(25)에 인접하게 설치된다. 따라서 급수배관(15)을 거친 스키머 벨트 및 스키머 날개가 에어공급배관을 지나면서 분사되는 에어에 의해 표면에 붙어있던 물기를 제거하여, 물기로 인하여 산세탱크의 염산의 농도가 낮아지는 것을 방지하도록 한다.

지지프레임(30)에는 상기 스키머 벨트(12)가 장착되고, 또한 벨트(12)의 상부에는 스키머 벨트(12)의 종동축인 종동롤러(23)를 상하로 이동시켜 스키머 벨트(12)의 굴곡 각도를 조정하는 한쌍의 실린더(17)가 장착된다. 실린더(17)는 한쪽 끝단이 프레임(30)에 회동하능하도록 핀을 통하여 결합되어 있으며, 실린더 로드(18)의 끝단은 종동롤러(23)의 양끝단에 핀을 통하여 연결되어 있다. 이와 같이 연결된 실린더가 실린더로드(18)를 당기면 종동롤러(23)가 상승하게 되고, 스키머 벨트(12)는 수평하게 위치하게 된다. 반대로 실린더로드(18)를 밀면 스키머 벨트(12)는 하방으로 굽어진 형상으로 위치하게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 부유물 제거장치의 작용을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 6은 본 발명에 의한 부유물 제거장치의 작동 상태를 도시한 것으로, (a)는 제거 작업 상태, (b)는 작업 완료 후의 상태를 도시한 것이다. 도 7은 본 발명에 의한 부유물 제거장치의 작동 순서도이다.

본 발명에 의한 부유물 제거장치는 여러 유사 설비에 사용될 수 있으나, 이하에서는 열연 산세라인의 작업을 기준으로 설명하기로 한다. 산세 작업 중 각종 이물질등에 의해 부유물이 발생하면, 이러한 부유물(2)이 스트립(1) 표면에 부착되기전에 제거하여야 한다. 따라서 스트립이 홀드다운롤(10)을 지나가기 전에 본 발명에 의한 부유물 제거장치의 종동축 끝단이 위치하여야 한다.

부유물 제거를 위하여 먼저, 실린더(17)가 실린더 로드(18)를 밀어내면 종동축인 종동롤러(23)는 하강하게 되고, 스키머 벨트(12)에 부착된 스키머 날개(13)가 산세 탱크의 용액에 담겨지게 된다. 스키머 벨트(12)는 구동롤러(25)에 의해 회전하게 되며, 스키머 날개(13)는 스키머 날개의 많은 구멍을 통해 용액 중에 부유하는 부유물만을 퍼올리고, 이를 구동축까지 이송하게 된다.

이송된 부유물(2)이 급수배관(15)에 도달하면 급수배관(15)은 물을 분사하게 되고, 구동롤러(25)의 하방에 설치된 포집구(16)에 부유물이 씻겨져 배출되게 된다. 급수배관(15)을 지난 벨트 및 스키머 날개(13)는 에어공급배관(14)을 지나게 되고, 에어공급배관(14)에서는 공기를 분사하여 벨트 및 날개에 묻어있는 물이 다시 탱크 내의 용액에 들어가는 것을 막게 된다. 부유물의 제거가 끝나게 되면 실린더(17)는 종동롤러(23)를 상승시키고 스키머 벨트의 회전은 정지하게 된다.

상기와 같은 작동관계를 도 7에 도시된 작동 순서도에 따라 설명하면 다음과 같다. 산세 작업이 시작되어 작업 중 스트립에 묻은 이물 등으로 인하여 염산 탱크 내에 부유물이 발생되면[70], 스키머 상,하 작동 실린더가 하강하여 실린더로드가 다운되면[71], 스키머 구동 모터를 작동하여 스키머 벨트를 회전시켜 스키머 날개 로 부유물을 회수하고[72], 스키머 벨트의 회전으로 부유물을 회수한 스키머 날개가 포집구에 도달하면 급수배관을 작동하여 이물을 제거하여 포집구로 보내고[73], 부유물이 제거되어 그대로 염산 탱크에 진행하게 되면 염산 농도가 저하되기 때문에 에어공급배관으로 분사하여 물을 제거 후 탱크로 진입하여 부유물을 연속적으로 제거하게 된다[74].

상기와 같이 연속적으로 부유물을 제거하여 탱크 내에서 부유물이 제거되면[75], 스키머 구동 모터, 급수배관, 에어공급백관을 차례로 멈춘 이후, 상,하 작동 실린더를 상승시키고[76] 산세 탱크 내의 이물 및 부유물 제거 작업이 종료되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 열연공장에서 생산된 핫 코일의 스케일을 제거하는 산세작업 과정에서 각종 이유로 염산 탱크 내에 발생하는 부유물을 스트립에 흡착되기 전에 자동으로 제거할 수 있게 되며, 또한 산세공정을 중단하지 않고도 부유물의 제거가 가능하게 되어 산세처리 스트립 제품의 품질을 향상시킬 뿐 아니라, 작업성도 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 작업자를 통하지 않고 부유물 제거작업을 가능하게 하고, 염산의 노출 없이도 작업이 가능하므로, 안전사고 예방 및 환경오염 예방에도 뛰어난 효과가 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청 구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (5)

1. 스트립에 발생되는 스케일을 제거하기 위한 산세작업시 산세탱크 내에 생성되는 부유물을 분리 및 제거하기 위한 부유물 제거장치에 있어서,

   상기 산세탱크 상부에 위치하며, 한쌍의 구동축과 종동축을 포함하고, 상기 구동축 및 종동축에 걸쳐져서 회전하는 스키머 벨트;

   상기 스키머 벨트의 표면에 일정한 간격으로 수직으로 부착되며, 다수개의 구멍이 형성되어 있는 막으로 형성되는 다수개의 스키머 날개;

   지지프레임에 회동가능하도록 장착되며, 상기 종동축의 양끝단에 연결되어, 상기 종동축을 상하로 이동시키는 실린더; 및

   상기 구동축 및 종동축 사이에서 상기 스키머 벨트의 내부 및 하부에 장착되어 상기 스키머 벨트를 지지하는 한쌍의 지지 롤러;를 포함하고,

   상기 산세탱크 내의 부유물을 제거하기 위하여 상기 실린더를 통해 종동축이 하강하여 상기 스키머 벨트가 일정각도를 형성하도록 하고, 산세탱크 내에 수용되는 용액에 침지되는 상기 스키머 날개에 의해 부유물을 이송시켜 배출하며,

   상기 스키머 벨트의 구동축에 인접하도록 설치되어 상기 스키머 벨트 상에 안착되어 이송되는 부유물과 상기 스키머 날개에 형성된 상기 다수개의 구멍에 위치하는 미세한 크기의 부유물을 분리시키는 급수배관과,

   상기 스키머 벨트의 진행방향을 기준으로 상기 급수배관보다 후방에 위치하여 상기 스키머 벨트 및 상기 스키머 날개에 급수된 물을 제거하는 에어공급배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산세탱크 내의 부유물 제거장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 스키머 날개는 탄성있는 고무재로 형성되며, 상기 스키머 벨트에 탄성있는 고무재로 형성된 'ㄴ'자형의 보조판을 통해 수직으로 지지되며 접착되는 것을 특징으로 하는 산세탱크 내의 부유물 제거장치.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 상기 급수배관 및 상기 에어공급배관의 하부에는 부유물을 배출하기 위하여 입구가 넓게 형성된 포집구가 장착되는 것을 특징으로 하는 산세탱크 내의 부유물 제거장치.

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