KR101067477B1 - 아연 도금조 내의 상부드로스 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉연강판을 아연 도금하는 욕조에서 발생하는 부상 드로스를 효과적으로 제거하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현재까지 상부 드로스를 수납판(삽)으로 떠서 인접한 드로스 처리박스에 옮겨 담아 제거하는 등 수작업 형태의 작업 방식을 자동화된 설비로 대체 하고, 상부 드로스를 보다 효과적이고 철저하게 제거할 수 있는 아연 도금조 내의 상부 드로스 제거 장치에 관한 것이다.

본 발명의 상부 드로스 제거 장치는 스트립 표면에 아연도금을 연속적으로 행하는 용융아연 도금조의 탕면 상부로 부상되는 상부 드로스를 도금조 측면부로 모으기 위한 드로스 제거롤과, 드로스 제거롤에 의해 모아진 드로스를 도금조 외부로 이송하기 위한 이송 컨베이어와, 이송 컨베이어에 의해 이송된 드로스를 수거하기 위한 수거함으로 구성되며, 이송 컨베이어는 상부롤과 하부롤에 의해 벨트로 연결되어 작동되며, 하부롤에서 상부롤 쪽으로 경사지게 구성되고, 상부롤의 전면에는 이송 컨베이어로부터 이송되어온 상부 드로스를 절단하는 칼날이 설치되며, 칼날은 상부롤을 지지하는 지지대와 연결 설치되고, 상부롤과 칼날 사이의 간격을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

드로스 제거 롤, 이송 컨베이어, 드로스 수거함

Description

아연 도금조 내의 상부드로스 제거 장치{An Apparatus eliminating Floating Dross in Zn Pot of CGL}

본 발명은 냉연강판을 아연 도금하는 욕조에서 발생하는 부상 드로스를 효과적으로 제거하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현재까지 상부 드로스를 수납판(삽)으로 떠서 인접한 드로스 처리박스에 옮겨 담아 제거하는 등 수작업 형태의 작업 방식을 자동화된 설비로 대체 하고, 상부 드로스를 보다 효과적이고 철저하게 제거할 수 있는 아연 도금조 내의 상부 드로스 제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로 강판을 연속적으로 도금조를 통과시켜 연속 도금하는 것을 연속 용융 도금라인이라 하고, 통상 CGL (Continuous Galvanizing Line)이라고도 한다. 냉연강판을 아연 도금하는 아연도금 라인에 있어서 가장 중요한 부분이 아연 욕조이다. 이 아연 욕조 속에 있는 원소는 아연 및 철, 알루미늄 등의 적당량의 첨가원소로 이루어 진다. 이 욕조의 온도는 섭씨 470도 정도이며 아연의 용융점 부근에 해당하는 온도이다. 철 성분은 아연 욕조에 첨가 하지 않아도 냉연강판이 욕조를 지나가 면서 철이 미량 녹아 들면서 철 성분이 쌓이게 되며, 알루미늄은 의도적으로 아연도금을 잘 형성되게 하기 위하여 0.128% 정도로 첨가 하게 된다.

도 1은 기존의 용융아연 도금라인 (CGL) 라인에 설치된 도금욕조(Zn pot) 내를 도시한 개요도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 연속 강판(100)이 풀림 장치(미도시)로부터 연속적으로 공급되어 가열로(미도시)와 연결되고 도금조(120)의 탕면에 침지되는 스나우트(110)를 통하여 융용금속 즉, 용융아연(122)이 채워진 도금조(120)로 도입된다.

그리고, 상기 도금조(120)내에 침지된 침지롤 즉, 싱크롤(130)과 그 직상부의 강판 스테빌라이징 롤(안정화 롤)(140)에 의해 강판(100)은 그 패스라인이 도금조 직 상부로 수직하게 변경되면서 도금조를 통하여 연속 이송된다. 이때, 도금조(120) 내에 채워진 용융금속(122) 즉, 용융아연이 강판(100)의 표면에 부착된다.

다음, 싱크롤을 통과한 강판(100)은 그 직 상부 한 쌍의 스테빌라이징 롤(140)사이를 통과하면서 스테빌라이징 롤의 작동으로 강판은 그 휨이 교정되고, 이와 같은 교정된 강판(100)은 도금조 직상부의 에어나이프(150)를 통과하면서 융용아연의 표면 부착량이 조절된다. 그 다음, 강판은 냉각되고 고형화되고, 이후 권취장치 (미도시)를 통하여 코일형태로 권취된다.

상기와 같이 아연 도금을 진행하는 과정에서 철과 알루미늄에 의하여 Fe2O5 와 같은 산화물이 생성되게 되는데 이것을 톱(top) 드로스, 부상 드로스, 부유 드로스 또는 상부 드로스 등으로 부르며, FeZn7으로 발생되는 드로스는 비중이 아연보다 무겁기 때문에 욕조 하부에 쌓이게 되는데 이를 보톰(bottom) 드로스 또는 하부 드로스 등으로 부른다.

부상 드로스 Fe2Al5는 도금욕 설비에 부착하여 결함을 발생시키고 도금층 또는 도금표면에 부착하여 드로스결함을 야기하게 된다. 이러한 부유 드로스는 도금층에 불량을 일으키기 때문에 이를 효과적으로 제거해 줄 장치 및 방법이 필요하다.

종래 도금조 탕면상의 부유된 상부 드로스를 제거하기 위하여는, 통상 수납판(삽)을 사용하여 왔다. 즉, 용융아연의 비중보다 가벼워 도금욕 탕면에 떠오른 상부 드로스를 작업자가 도금조 가장자리로 모은 후, 모아진 상부 드로스를 수납판으로 떠서 인접한 드로스 처리박스에 옮겨 담은 작업으로 이루어 졌다.

따라서, 종래의 드로스 제거용 삽을 이용하여 상부 드로스를 제거하는 경우에는

신속하게 다량의 드로스를 효과적으로 제거하기가 어려운 실정이었고, 완전히 제거하기가 대단히 힘든 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로 연속 용융 도금라인(CGL)에 설치된 아연 도금욕조 (Zn pot) 내에 존재하여 강판 결함의 원인으로 작용하는 상부 드로스를 보다 자동화된 방법으로 제거할 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 아연 도금조 내의 상부 드로스 제거 장치는,
스트립의 표면에 아연도금을 연속적으로 행하는 용융아연 도금조의 탕면 상부로 부상되는 상부 드로스를 도금조의 측면부로 모으기 위한 드로스 제거롤과, 상기 드로스 제거롤에 의해 모아진 드로스를 도금조 외부로 이송하기 위한 이송 컨베이어와, 상기 이송 컨베이어에 의해 이송된 드로스를 수거하기 위한 수거함으로 구성되며,
상기 이송 컨베이어는 상부롤과 하부롤에 의해 벨트로 연결되어 작동되며, 상기 하부롤은 도금조 내의 용탕에 침지되도록 설치되고 상부롤은 도금조 측벽위로 설치되어 이송 컨베이어가 하부롤에서 상부롤 쪽으로 경사지게 구성되고,
상기 상부롤의 전면에는 이송 컨베이어로부터 이송되어온 상부 드로스를 절단하는 칼날이 설치되며,

상기 칼날은, 상기 상부롤을 지지하는 지지대와 연결 설치되고, 상부롤과 칼날 사이의 간격을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드로스 제거 장치는, 상기 스트립의 입측과 출측에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하고,

또한, 상기 드로스 제거 롤은, 하면이 용탕에 침지되어 있고, 도금조 내부에 회전하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 드로스 제거 롤은, 도금조 상부에 부상된 상부 드로스를 흡착 이송하여 제거하도록 된 것을 특징으로 한다.

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상기와 같은 본 발명에 따르면, 냉연강판을 아연 도금하는 욕조에서 발생하는 톱(top) 드로스를 효과적으로 제거함으로써 부상 드로스가 도금욕 설비에 부착하여 결함을 발생시키거나, 강판의 도금층 또는 도금표면에 부착하여 드로스 결함을 야기하는 것을 현저하게 감소시킬 수 있다.

또한, 작업자가 도금조 가장자리로 상부 드로스를 모은 후, 모아진 상부 드로스를 수납판으로 떠서 인접한 드로스 처리박스에 옮겨 담아 제거하는 등의 수작업이 없어지게 되며, 자동화된 설비를 통하여 부상 드로스를 쉽고 효율적으로 제거하는 것이 가능하다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 상부 드로스 제거 장치를 설명하기 위한 정면 단면 개념도 이다.

본 발명의 아연 도금조 내의 상부 드로스 제거 장치는, 스트립의 표면에 아연도금을 연속적으로 행하는 용융아연 도금조의 탕면 상부로 부상되는 상부 드로스를 도금조의 측면부로 모으기 위하여 드로스 제거롤(1)이 구비되며, 동 드로스 제거롤(1)에 모아진 드로스를 도금조(120) 외부로 이송하기 위한 이송 컨베이어(5)가 설치되고, 이 컨베이어(5)에 의해 이송된 드로스를 수거하기 위한 수거함(8)을 포함하여 구성된다. 이러한 상부 드로스 제거 장치는, 스트립의 입측과 출측에 각각 하나씩 별도 설치되며, 필요에 따라서는 적절한 곳에 얼마든지 추가 설치가 가능하다.

도 2에 나타난 바와 같이, 상기 드로스 제거 롤(1)은, 하면이 도금조(120)의 용융아연(122) 용탕에 침지되어 있고, 도금조(120) 내부에서 회전하도록 설치되어 있다. 드로스 제거롤(1)은 도금조(120)의 측벽 방향을 향하여 우회전하도록 구성되며, 드로스 제거 롤(1)의 우측으로는 연이어 컨베이어(5)가 도금조의 측벽까지에 걸쳐 설치된다. 컨베이어 벨트의 회전 역시 드로스 제거 롤(1)과 같이 도금조(120)의 측벽을 향하여 우회전하는 방향이다.

상기 드로스 제거 롤(1)은, 도금조(120) 상부에 부상된 상부 드로스를 흡착 이송하여 제거하도록 되어 있고, 상기 이송 컨베이어(5)는, 하부롤(5-1)과 상부롤(5-2)에 의해 벨트(5-3)로 연결되어 작동되며, 하부롤(501)은 도금조(120) 내의 용융 아연 용탕에 침지되도록 설치되어 있다. 상부롤(5-2)는 도금조(120)의 측벽위로 설치되며, 하부롤(5-1)에서 상부롤(5-2) 쪽으로 오르막 경사를 이루도록 경사지게 구성되어 있다.

상기 이송 컨베이어(5)의 상부롤(5-2)은 도금조(12)의 측벽 도금조 내에 설치된 지지대(9)에 의하여 지지되며, 지지대(9)의 전면에는 이송 컨베이어(5)로부터 이송되어온 상부 드로스를 절단하는 칼날(6)이 설치되어 있다. 이 칼날(6)은, 상기 상부롤(5-2)을 지지하는 지지대(9)와 연결 설치되며, 상부롤(5-2)과 칼날(6) 사이의 간격을 조절할 수 있는 구조로 설계되어 있다.

이하 본 발명의 작동 방법을 설명한다. 용융아연(122) 도금조(120)가 작동을 시작하면, 강판(100)이 스나우트(110)을 거쳐 싱크롤(130)과 스테빌라이징 롤(140)을 거쳐서 에어 나이프(150)까지 이르면서 용융아연(122)에 의하여 강판(100)에 아연도금이 되게 된다. 아연도금의 두께 조절은 에어 나이프(150)에 의하여 이루어 진다. 이러한 도금 공정에서 만일 부상 드로스가 강판(100)의 표면에 닿게 되면 결함을 발생시키게 된다. 즉, 도 3과 같이 드로스가 강판(100)의 표면에서 냉각되면 강판(strip)의 표면에서 떨어지지 않게 되고, 결국은 강판의 표면 결함으로 남게 되 어 수요자의 클레임(claim)으로 처리되게 된다.

이러한 부작용을 없애기 위한 본 발명은, 도 2와 같이 드로스 제거 롤(1)을 도면과 같은 곳에 설치하고, 시계 방향(도면 기준임)으로 드로스 제거롤(1)을 모터(도시 안함)의 동력으로 천천히 회전시킨다. 드로스 제거 롤(1)은 용융아연 용탕에 그 하부가 침지되어 있어, 롤이 시계방향으로 회전하게 되면 상부 드로스가 롤 표면과의 표면장력에 의하여 롤에 달라붙게 되며, 롤의 회전과 동시에 롤과 같이 회전하면서 롤의 반대편으로 넘어 가게 된다. 롤 표면에의 부착 흡인력을 높이기 위하여는 드로스 제거 롤(1)의 표면에 솔을 설치하거나 끈끈이 테이프를 부착할 수도 있다. 그러나 통상적으로는 롤 표면의 표면 장력 만으로도 드로스를 이송하기에는 충분하다.

드로스 제거 롤(1)의 회전력과 표면장력을 따라 롤의 반대편으로 롤을 타고 넘어간 드로스는 다시 용융 아연의 표면과 맞닿게 되고, 드로스 제거 롤(1)이 계속 회전하게 되면, 넘어온 부상 드로스도 계속 밀려가면서 오른 쪽의 이송 컨베이어(5) 곁으로 모여들게 된다. 이렇게 모아진 드로스는 이송 컨베이어(5)의 하부롤(5-1)과 상부롤(5-2)이 역시 시계 방향으로 회전함에 따라 이송 컨베이어(5)의 벨트(5-3)를 타고, 칼날(6)이 있는 곳에 다다르게 된다. 칼날(6)을 통과하면서 큰 규격의 드로스는 잘게 분쇄되어 드로스 수거함(8)에 자동으로 떨어져서 모아지게 된다.

도 1은 기존의 CGL 라인에 설치된 도금욕조(Zn pot) 내를 도시한 개요도

도 2는 본 발명의 상부 드로스 제거 장치를 설명하기 위한 정면 단면 개념도

도 3은 용융아연에 포함되어 결함을 일으킨 강판 표면 사진

♣도면의 주요 부분에 대한 부호 설명♣

1. 드로스 제거 롤, 2. 이송되는 드로스, 3. 롤 회전 방향,

4. 모아진 드로스, 5. 이송 컨베이어, 6. 칼날,

7. 제거된 드로스, 8. 드로스 수거함

100. 강판(strip) 110. 스나우트(Snout), 120. 도금조

122. 용융 아연 130. 싱크롤(Sink Roll),

140. 스테빌라이징 롤(Stabilizing Roll), 150. 에어 나이프(Air knife)

Claims (7)

1. 스트립의 표면에 아연도금을 연속적으로 행하는 용융아연 도금조의 탕면 상부로 부상되는 상부 드로스를 도금조의 측면부로 모으기 위한 드로스 제거롤과, 상기 드로스 제거롤에 의해 모아진 드로스를 도금조 외부로 이송하기 위한 이송 컨베이어와, 상기 이송 컨베이어에 의해 이송된 드로스를 수거하기 위한 수거함으로 구성되며,

   상기 이송 컨베이어는 상부롤과 하부롤에 의해 벨트로 연결되어 작동되며, 상기 하부롤은 도금조 내의 용탕에 침지되도록 설치되고 상부롤은 도금조 측벽위로 설치되어 이송 컨베이어가 하부롤에서 상부롤 쪽으로 경사지게 구성되고,

   상기 상부롤의 전면에는 이송 컨베이어로부터 이송되어온 상부 드로스를 절단하는 칼날이 설치되며,

   상기 칼날은 상기 상부롤을 지지하는 지지대와 연결 설치되고, 상부롤과 칼날 사이의 간격을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 아연 도금조 내의 상부 드로스 제거 장치
2. 제1항에 있어서,

   상기 제거 장치는 상기 스트립의 입측과 출측에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 아연 도금조 내의 상부 드로스 제거 장치
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 드로스 제거롤은 하면이 용탕에 침지되어 있고, 도금조 내부에 회전하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 아연 도금조 내의 상부 드로스 제거 장치
4. 제3항에 있어서,

   상기 드로스 제거롤은 도금조 상부에 부상된 상부 드로스를 흡착 이송하여 제거하도록 된 것을 특징으로 하는 아연 도금조 내의 상부 드로스 제거 장치
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