KR101143864B1

KR101143864B1 - 높이조절이 용이한 유도가열장치

Info

Publication number: KR101143864B1
Application number: KR1020090097107A
Authority: KR
Inventors: 강재봉; 심은용; 추종선
Original assignee: 주식회사 다원시스
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2012-05-22
Also published as: KR20110040000A

Abstract

본 발명은 처짐 현상이 발생되는 강판이 유도가열기의 중심부를 정확하게 통과할 수 있도록 유도가열기의 높낮이를 자동으로 조절하는 승강장치를 갖는 높이조절이 용이한 유도가열장치에 있다. 본 발명에 따른 높이조절이 용이한 유도가열장치는, 프레임과, 프레임의 상부 전방과 후방에 각각 승강하도록 설치된 한 쌍의 승강장치와, 한 쌍의 승강장치의 상부에 장착되고 강판이 공급되는 방향을 따라 관통구멍이 형성된 본체와, 본체의 관통구멍에 배치되고 강판이 통과되도록 통로가 형성된 코일 인슐레이터와 코일 인슐레이터의 외주면을 감싸고 있는 코일을 포함하는 유도가열기와, 승강장치의 작동을 제어하는 제어장치를 포함한다.

유도가열, 강판, 승강장치, 제어장치

Description

높이조절이 용이한 유도가열장치{INDUCTION HEATING DEVICE FOR EASY CONTROL OF ELEVATION}

본 발명은 높이조절이 용이한 유도가열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 처짐 현상이 발생되는 강판이 유도가열기의 중심부를 정확하게 통과할 수 있도록 유도가열기의 높낮이를 자동으로 조절하는 승강장치를 갖는 높이조절이 용이한 유도가열장치에 있다.

유도가열장치는 산업분야에서 널리 사용되고 있으며, 연속칼라코팅라인(CCL), 전기아연도금라인(EGL), 용융아연도금라인(CGL) 등의 후처리공정 중 하나인 코팅라인에 사용되고 있다. 유도가열장치가 설치된 연속칼라코팅라인(CCL : Color Coating Line)은, 강판은 페이 오프 릴(Pay off Reel)을 통해 라인에 연속적으로 공급되면서 페이트의 부착이 잘 되도록 전처리 과정을 거친다. 롤러 코터(Chemical Coater)를 이용하여 연속적으로 공급되는 강판의 표면에 코팅한다. 코팅된 강판은 오븐(Oven), 워터퀀치(Water Quench), 에어블로어(Air Blower)를 순차적으로 통과되면 고품질의 칼라강판(PCM : Pre Coated Metal)이 생산된다.

이러한 연속칼라코팅라인에서 고주파 유도가열을 이용한 오븐장치는, 대한민 국 등록특허공보 등록번호 제10-080426호에 개시되어 있다. 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 제1 내지 제4 오븐(20a ~ 20d)는 롤러 코터(10)의 후방에 순차적으로 설치되어 있고, 각각의 오븐 사이에 제1 내지 제3 유도가열기(30a ~ 30c)가 설치되어 있다. 제4 오븐(20d)과 워터퀀치(60) 사이에는 강판을 냉각시키는 냉각장치로써 턴롤(40,50)이 설치되어 있다. 제1 내지 제3 유도가열기(30a ~ 30c)는 사각틀 형상의 프레임(31)과, 프레임(31)의 상부와 하부에 각각 상부 플레이트(32)와 하부 플레이트(33)가 고정된다.

프레임(31)의 측면에는 한 쌍의 사이드 플레이트(34)가 고정되며, 프레임(31)의 전후방에는 관통구멍이 형성된 프론트 플레이트(35)와 리어 플레이트(36)가 설치되어 있다. 프론트 플레이트(35)와 리어 플레이트(36)의 관통구멍과 동일 선상에 관통구멍이 형성되어 있고 프레임(31)의 내부에 설치되며 강판이 통과하는 코일 인슐레이터(37)와, 코일 인슐레이터(37)의 외주면에 설치된 코일 유닛(39)을 포함한다. 콘트롤 박스(38)는 상부 플레이트(32)에 설치되어 있다.

칼라강판을 생산할 때 연속적으로 공급되는 강판은 두께, 폭, 종류 등 제원(諸元)에 따라 처짐 현상이 생긴다. 이와 같이 처진 강판과 각각의 유도가열기를 수평으로 맞추기 위해 작업자는 스크류 잭으로 구성된 리프트장치의 핸들을 수동으로 조작해야 한다. 따라서, 수작업으로 각각의 리프트장치를 조작하기 때문에 작업이 매우 불편하고, 높이조절 작업이 지연되는 문제점이 있다. 작업자의 부주의에 의해 강판과 유도가열기의 수평을 맞추지 않은 상태에서 작업할 경우 코팅불량이 증가된다. 수동으로 작동되는 리프트장치는 각 장치에 항시 작업자가 대기하고 있어야 함으로서, 유지비용과 제품 단가를 상승시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 강판의 처짐량을 연산하여 제어장치의 신호에 따라 승강장치를 작동시킴으로써, 연속적으로 공급되는 강판이 유도가열기의 중심부를 정확하게 통과할 수 있도록 유도가열기의 높낮이를 자동으로 조절할 수 있는 높이조절이 용이한 유도가열장치에 있다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 프레임과, 상기 프레임의 상부 전방과 후방에 각각 승강하도록 설치된 한 쌍의 승강장치와, 상기 한 쌍의 승강장치의 상부에 장착되고 강판이 공급되는 방향을 따라 관통구멍이 형성된 본체와, 상기 본체의 관통구멍에 배치되고 상기 강판이 통과되도록 통로가 형성된 코일 인슐레이터와, 상기 코일 인슐레이터의 외주면을 감싸고 있는 코일을 포함하는 유도가열기와, 상기 승강장치의 작동을 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 높이조절이 용이한 유도가열장치를 개시한다.

본 발명에 의하면, 연속적으로 공급되는 강판의 두께, 폭, 종류 등의 제원에 따라 처짐량을 연산한 후 제어장치의 신호에 의해 승강장치를 작동시켜 유도가열기의 높낮이를 자동으로 조절한다. 따라서, 유도가열기의 높이조절이 신속하고 용이 하게 작동되는 효과가 있다. 공급되는 강판의 종류에 따라 유도가열기의 높낮이를 자동으로 조절하기 때문에, 코팅불량을 방지하여 불량률은 감소되고, 고품질을 갖는 칼라강판의 생산량이 증가되는 효과가 있다.

전원차단이나 제어장치의 오작동에 의해 승강장치의 작동이 원활히 이루어지지 않을 경우 수동으로 승강장치를 작동함으로써, 작업이 정지되거나 지연되는 것을 방지할 수 있다. 코일의 높이를 감지하는 센서가 설치되어 있어서, 전원이 차단되어 재부팅되어도 현재 코일 유닛의 높이를 절대적으로 표시하기 때문에 별도의 준비과정이나 재설정 없이 작업이 가능하므로 작업효율이 향상되는 효과가 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 높낮이 조절이 용이한 유도가열장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 유도가열장치는 바닥면에 설치되는 프레임(110)을 갖는다. 승강장치(120)는 프레임(110)의 상부 전방과 후방에 각각 설치되어 있다. 승강장치(120)는 간격을 두고 제1 내지 제3 스크류 잭(122,123,124)이 설치되어 있고, 이들 스크류 잭(122,123,124)은 동시에 상승하거나 하강되도록 연결되어 있다. 즉, 제1 스크류 잭(122)과 제2 스크류 잭(123)은 제1 연결축(125)으로 연결되어 있고, 제2 스크류 잭(123)과 제3 스크류 잭(124)은 제2 연결축(126)으로 연결되어 있다.

제1 내지 제3 스크류 잭(122,123,124)은, 프레임(110)의 상부에 설치된 하우징(122a)과 하우징(122a)의 내부에 서로 맞물려 있는 웜(122b) 및 웜휠(122c)과, 웜휠(122c)과 나사결합되며 상하 방향으로 나선운동을 갖는 스크류 축(122d)으로 구성되어 있다. 제2 스크류 잭(123)과 제3 스크류 잭(124)은 제1 스크류 잭(122)과 동일한 구성을 갖는 것으로 이하에서는 제1 스크류 잭(122)에 대해서 상세히 설명한다. 제1 스크류 잭(122)에 회전력을 제공하기 위해 노출된 웜(122b)의 축에 모터(121)가 연결되어 있다. 경우에 따라 모터(121)가 작동하지 않을 경우 작업자가 수동으로 유도가열기(130)의 높낮이를 조절할 수 있도록 제3 스크류 잭(124)의 훰에 핸들(127)이 설치될 수도 있다. 전방과 후방에 설치된 승강장치(120)의 상부에 유도가열기(130)가 설치된다.

유도가열기(130)는 강판(S)이 공급되는 방향을 따라 관통구멍(132)이 형성되고 상부에 컨트롤박스(136)가 설치된 본체(131)를 갖는다. 관통구멍(132)은 강판(S)이 통과되도록 통로(134)가 형성된 코일 인슐레이터(coil insulator)(133)가 설치되어 있다. 코일(135)은 코일 인슐레이터(133)의 외주면에 일정 간격으로 감싸고 있다. 이와 같은 구조를 갖는 유도가열기(130)의 작동원리에 대해 설명하면,통로(134)가 형성된 코일 인슐레이터(133)의 외주면에 감겨진 코일(135)에 고주파 전류를 흘리면 코일 인슐레이터(133)의 통로(134)를 통과하는 강판(S)에 열이 발생하게 된다. 이 열로 인해 연속적으로 공급되는 강판(S) 표면에 도포된 페인트를 건조함으로써, 고품질의 칼라강판을 생산할 수 있다.

유도가열기(130)의 하부와 승강장치(120)의 상부 사이에 플로팅 조인트(floating joint)(128)가 더 설치된다. 플로팅 조인트(128)는 연속적으로 공급되는 강판(S)의 처짐에 따라 높낮이 조절되는 유도가열기(130)가 기울어질 때 승강장치(120)의 제1 내지 제3 스크류 잭(122,123,124)에 전달되는 힘을 균일하게 분산시키기 위해 설치된다. 이와 같이 힘이 분산되면 승강장치(130)에 부분적으로 집중하중이 발생하여 쉽게 손상되는 것을 방지할 수 있다. 모터(121)는 코일(135)의 높이를 측정하기 위한 감지센서(129)가 설치되어 있다. 감지센서(129)는 코일(135)의 절대적 위치를 나타내는 것으로, 전원이 차단되어 재부팅되더라도 현재 높이의 절대값을 알 수 있기 때문에 별도의 준비 단계를 거치지 않고 곧바로 운전할 수 있다. 따라서 신속한 작업진행에 따른 작업 효율이 향상되는 효과가 있다.

전원공급장치(140)는 유도가열기(130)의 측면에 설치되어 있고, 코일(135)에 강판(S)의 가열에 필요한 전원을 공급한다. 케이블(141)은 전원공급장치(140)와 컨트롤러박스(136)를 연결한다. 케이블(141)은 유도가열기(130)에 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 유연성을 갖는 것이 좋다. 제어장치(150)는 강판의 두께, 폭, 종류, 현재 라인 스피드, TBR(tension bridle roll)에 걸려있는 텐션 값 등을 실시간으로 입력받고, 이들의 값을 연산하여 유도가열기(130)의 높낮이를 자동으로 조절할 수 있도록 승강장치(120)의 구동을 제어한다. 제어장치(150)는 유도가열기(130)의 작동을 제어한다.

구체적인 작동상태를 설명하면, 코일 인슐레이터(133)의 통로(134)를 통해 공급되는 강판(S)의 종류, 두께, 폭과 함께 라인 스피드, TBR에 걸려있는 텐션 값 을 제어장치(150)에 입력한다. 입력된 모든 정보들은 실시간으로 연산하여 처짐량을 계산한다. 제어장치(150)는 연산된 값을 유도가열기(130)의 하부 전방과 후방에 각각 설치된 승강장치(120)의 모터(121)에 전송한다. 전송된 신호에 따라 모터(121)가 정회전 또는 역회전하면서 스크류 축(122d)을 승강 또는 하강한다.

도 6에 도시된 것과 같이 공급되는 강판(S)이 유도가열기(130)의 전방에 많이 처져있고, 유도가열기(130)의 후방에 들려있다면, 유도가열기(130)의 하부 전방에 설치된 승강장치(120)는 제어장치(150)의 신호에 따라 모터(121)를 구동시켜 스크류 축(122d)의 높이를 낮춘다. 유도가열기(130)의 하부 후방에 설치된 승강장치(120)는 제어장치(150)의 신호에 따라 모터(121)를 구동시켜 스크류 축(122d)의 높이를 높인다. 이와 같이 전후방에 각각 설치된 승강장치(120)는 개별적으로 작동하며, 처져있는 강판(S)이 정확하게 코일 인슐레이터(133)의 통로(134) 중앙을 통과되도록 유도가열기(120)의 전후방의 높이를 자동으로 조절한다.

본 발명의 높낮이 조절이 용이한 유도가열장치는, 승강장치(120)의 모터(121)를 작동시켜 자동으로 유도가열기(130)의 높낮이를 조절하기 위해 강판(S)의 두께, 폭, 종류, 현재 라인 스피드에 걸려있는 텐션 값 등을 제어장치(150)에서 연산하고, 연산된 제어신호를 받아 강판(S)의 통과 부위가 정확하게 코일 인슐레이터(133)의 통로(134) 중앙을 통과하도록 제어하는 방법이 있다. 경우에 따라 연속칼라코팅라인에 설치된 처짐량 검출장치에서 전송받은 정보와 감지센서로부터 입력되는 코일(135)의 높이 정보 등을 연산하여 승강장치(120)를 제어함으로써 유도가열기(130)의 높낮이를 자동으로 조절할 수도 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예들은, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 종래 연속칼라코팅라인 설비를 나타낸 개략도

도 2는 도 1에 도시된 유도가열장치를 나타내는 일부 분해사시도

도 3은 본 발명에 따른 유도가열장치의 실시예를 나타낸 정면도

도 4는 도 3에 도시된 A부분 확대도

도 5는 본 발명에 따른 승강장치의 구성을 설명하기 위해 나타낸 개략적인 평면도

도 6은 본 발명에 따른 유도가열장치의 측면도

<도면 부호의 간단한 설명>

110 : 프레임 120 : 승강장치

130 : 유도가열기 140 : 전원공급장치

150 : 제어장치

Claims

프레임과;

상기 프레임의 상부 전방과 후방에 각각 승강하도록 설치된 한 쌍의 승강장치와;

상기 한 쌍의 승강장치의 상부에 장착되고 강판이 공급되는 방향을 따라 관통구멍이 형성된 본체와, 상기 본체의 관통구멍에 배치되고 상기 강판이 통과되도록 통로가 형성된 코일 인슐레이터와, 상기 코일 인슐레이터의 외주면을 감싸고 있는 코일을 포함하는 유도가열기와;

상기 승강장치의 작동을 제어하는 제어장치와;

상기 유도가열기가 기울어질 때 상기 승강장치에 전달되는 힘을 균일하게 분산시키기 위해 상기 승강장치와 상기 유도가열기 사이에 설치되는 플로팅 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 높이조절이 용이한 유도가열장치.
제1항에 있어서,

상기 승강장치는 상기 프레임 상부에 설치되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 서로 맞물려 있는 웜 및 웜휠과, 상기 웜휠과 나사결합되며 상하 방향으로 나선운동을 갖는 스크류 축으로 이루어지고 간격을 두고 설치된 복수의 스크류 잭과;

상기 스크류 축이 동시에 승강 및 하강 작동이 이루어지도록 상기 스크류 잭의 인접한 각각의 웜에 연결된 복수의 연결축과;

상기 스크류 축에 회전력을 제공하기 위해 상기 스크류 잭의 웜에 연결된 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 높이조절이 용이한 유도가열장치.
삭제
제2항에 있어서,

상기 모터는 상기 코일의 높이를 측정하기 위해 상기 스크류 축의 회전을 감지하는 감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 높이조절이 용이한 유도가열장치.