KR101153678B1 - 강판 제진장치 - Google Patents

Abstract

강판 제진장치 특히, 도금강판의 진동을 (전)자기장을 이용하여 비접촉식으로 제진하는 강판 제진장치가 제공된다.

상기 강판 제진장치는 그 구성 일예로서, 진행 강판의 적어도 일측에 배치되는 장치 지지체; 및, 상기 장치 지지체에 강판을 향하여 하나 이상 제공되는 자기장 발생 폴과, 상기 자기장 발생 폴의 강판측 단부에 강판 흡인력을 증대토록 제공되는 폴 확장부를 포함하여 구성된 강판 제진수단을 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 강판의 (전)자기 흡인력을 증대시키는 한편, 다양한 형태의 자기장 발생 폴을 제공하면서 인가 전류 제어를 통하여, 강판 제진성 특히, 도금강판의 제진성을 향상시키고, 이를 통하여 강판의 도금 편차를 방지시키어 궁극적으로 강판의 도금 품질을 향상시키는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

강판 진동억제, 강판 제진장치, 강판 도금안정, 자기장 발생 폴

Description

강판 제진장치{Strip Stabilizing Device for Minimizing Vibration of Strip}

본 발명은 강판 제진장치 특히, 도금강판의 진동을 (전) 자기장을 이용하여 비접촉식으로 제진하는 강판 제진장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 강판의 (전)자기 흡인력을 증대시키어 강판 특히, 도금강판의 제진성을 향상시키고, 이를 통하여 강판의 도금 편차를 방지시키어 궁극적으로 강판의 도금 품질을 향상시키도록 한 강판 제진장치에 관한 것이다.

근래 강판의 내식성 등을 향상시키고, 외관을 미려하게 하여, 특히 전자제품이나 자동차용 강판으로 사용되는 (아연) 도금강판의 수요가 급속적으로 증가하고 있다.

도 1에서는 이와 같은 강판의 아연 도금 공정을 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 페이오프 릴(Pay Off Reel)에서 풀린 강판(냉연강판)(100)은 용접기와 루퍼를 거쳐 열처리된 후, 스나우트와 아연도금욕조(110)를 통과하면서 용융아연(Z)이 강판(100)의 표면에 부착되면서 도금이 진행되고, 이때 도금욕조 직상부에 제공된 가스 와이핑 장치(에어 나이프)(120)에서 강 판 표면에 가스(불활성 가스 또는 에어)를 분사하여 강판의 아연 부착량을 적절하게 깍아지도록 하여 강판의 아연도금 두께를 조절한다.

그리고, 도금강판은 도금욕조(110)에 제공되어 강판을 통판시키고 강판의 텐션 등을 조정하는 싱크롤(sink roll)(112)과 스테빌라이징 롤(stabilizing roll) (114)을 거쳐 상부 이송롤(130)을 통과하면서 진행된다.

이때. 도 1에 도시된 바와 같이, 아연 도금욕조(110)에 충진된 용융아연의 온도는 대략 450~460℃ 정도이고, 특히 도금욕조(110)를 통과하는 강판(100)은 다양한 강종, 폭과 두께를 갖는다.

그런데, 도 1에서 통상 싱크롤(112)(의 롤축)에 걸리는 하중은 강판에 따라 다르기는 하지만, 그 양단에 각각 최대 500kgf의 하중이 걸릴 수 있고, 따라서 진동과 같은 동적특성이 발생되면 싱크롤의 회전 방향으로는 최대 100 kgf의 하중이 작용될 수 있다.

따라서, 싱크롤(112)과 스테빌라이징 롤(114)을 거친 도금강판(100)이 상부 이송롤(130)을 통과하는 도중에는 강판의 강종,폭 또는 두께에 따라 차이는 있으나, 강판의 진동이 발생되고, 이와 같은 강판의 진동은 가스 와이핑 장치(120)에서의 도금 편차를 발생시키어 강판의 도금불량으로 이어진다.

이에 따라서, 도 1과 같이, 가스 와이핑 장치(120)와 상부 이송롤(130)사이에는 강판 진동을 억제하는 강판 제진기구(140)가 하나 이상 배치되게 된다.

즉, 이와 같은 강판 제진기구(140)는, 도금 강판의 진동을 감쇠하거나 억제하여 도금시 도금편차를 방지시키는 것이다.

한편, 도 1에서는 개락적으로 도시하였지만, 종래에 알려진 강판 제진기구(140)는, 강판과 접촉하는 기계식 접촉식 롤(Touch Roll)을 사용하여 강판의 진동을 억제하거나, 강판에 가스를 분사하여 강판 진동을 억제하는 것이다.

그러나, 이와 같은 기계 접촉식 롤을 이용하는 종래의 경우, 가스 와이핑 장치를 통과하여 용융아연이 강판에서 완전하게 부착(건조)되지 않은 상태에서 롤이 접촉하기 때문에, 강판 표면의 롤 마크를 유발시키고, 특히 접촉식 롤을 매개로 이물질이 강판 표면에 부착되면서 도금강판의 제품 결함에 영향을 미치는 문제를 발생시킨다.

예컨대, 자동차용 강판은 대부분 차체 등으로 사용되므로, 이와 같은 강판의 표면 결함은 상당한 문제를 초래하는 것이다. 그리고, 접촉식 롤은 롤의 마모 등으로 자체 진동과 소음을 발생시키고 불 안전한 회전으로 오히려 강판 진동의 원인을 제공한다.

한편, 강판에 가스를 분사하여 강판 제진을 수행하는 방식은 강판 제진성이 낮은 문제가 있고, 도금액이 완전하게 건조 부착되지 않은 상태에서의 가스 분사는 강판 도금두께에 영향을 줄수 있다.

따라서, 비접촉식의 강판 제진방식이 요구되었고, 이를 위하여 자기력을 이용하는 강판 제진기구(140)가 사용되기도 한다.

그러나, 종래 자기력을 이용하는 강판 제진기구의 경우, 비접촉식으로 강판진동을 억제하기는 하지만, 강판에 인접하여 자기장을 발생시키는 (전)자석 블록이 배치되는 간단한 형태이기 때문에, 이들 블록형태의 단위면적이 작아, 제진시 강판 의 응력집중을 초래하면서 특히, 0.6 t 정도의 박판인 경우 강판이 찌그러지면서 오히려 강판의 표면 결함을 발생시키는 문제가 있었다.

더욱이, 근래 자동차 강판 등의 도금강판의 급속한 수요 증대로 인하여, 도금설비의 대형화나 강판의 고속 도금이 필요하게 되면서, 단순한 블록 형태의 종래 (전) 자기 제진기구는 그 사용에 한계가 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제를 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 강판 특히, 도금강판의 제진성을 향상시키고, 이를 통하여 강판의 도금 편차를 방지시키어 강판의 도금 품질을 향상시키는 강판 제진장치를 제공하는 데에 있다.

더하여, 본 발명의 다른 목적 측면은, 제진장치와 강판간 간극(거리)을 비접촉식 전자장 측정용의 와전류센서를 이용하여 측정하여, 빠른 응답특성을 기반으로 정밀한 거리를 유지시키어 강판 제진성을 높이면서, 자기장 발생 폴의 일정 온도 유지를 통하여 장치 사용 수명을 연장시킨 강판 제진장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일측면으로서 본 발명은, 진행 강판의 적어도 일측에 배치되는 장치 지지체; 및,

상기 장치 지지체에 강판을 향하여 하나 이상 제공되는 자기장 발생 폴과, 상기 자기장 발생 폴의 강판측 단부에 강판 흡인력을 증대토록 제공되는 폴 확장부를 포함하여 구성된 강판 제진수단;

을 포함하여 구성된 강판 제진장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 장치 지지체에는 하나 이상의 강판 제진수단들이 제공되고, 상기 장치 지지체는, 강판 폭 방향으로 하나 이상 배열될 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 강판 제진수단의 폴 확장부는, 자기장 발생 폴의 선단부에 형성되는 라운드부를 매개로 적어도 상기 자기장 발생 폴의 강판 진행방향 두께 보다는 크게 형성되는 것이다.

이때, 상기 강판 제진수단은, 자기장 발생 폴이 자성체로 된 코어부재와 코어부재에 권선되는 전자기코일을 포함하는 코일형 제진수단 및, 자기장 발생 폴이 영구자석 또는 전자석으로 형성된 자석형 제진수단중 어느 하나로 제공될 수 있다.

그리고, 상기 자기장 발생 폴은 장치 지지체에 복수개가 제공되고, 상기 복수의 자기장 발생 폴들은, 장치 지지체에 강판의 진행방향으로 서로 독립적 설치되거나 연결부를 매개로 연결 설치되며, 상기 복수의 자기장 발생 폴들은 등간격으로 배열되는 것이다.

또한, 상기 연결부를 매개로 서로 연결되는 복수의 자기장 발생 폴들 중 적어도 하나에 전자기 코일이 권선되는 것이다.

더하여, 상기 자기장 발생 폴에 구비되는 폴 확장부의 강판 진행방향 폭은, 코일형 제진수단의 코어부재에 권선된 전자기 코일의 직경 또는 자석형 제진수단의 자기장 발생 폴의 강판 진행방향 두께의 1.5 - 5 배 범위로 형성되는 것이다.

바람직하게는, 상기 코일형 제진수단의 전자기 코일은 코어부재에 병렬로 제공되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 장치 지지체 또는 자기장 발생 폴 측에, 상기 폴 확장부와 강판간 간극을 측정토록 제공되는 와전류센서를 더 포함하고, 상기 폴 확장부와 강판간 간극은 상기 와전류 센서의 측정 범위 내로 형성되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 장치 지지체와 장치 지지체에 장착된 자기장 발생 폴중 어느 하나 또는 이들 모두에 제공되어 유동되는 냉각매체를 통하여 자기장 발생 폴을 냉각토록 제공되는 냉각수단을 더 포함하는 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 강판 흡인력을 증대시키는 한편, 다양한 형태의 자기장 발생 폴을 제공하면서 인가되는 전류 제어를 통하여, 강판 특히, 도금강판의 제진성을 향상시키고, 이를 통하여 강판의 도금 편차를 줄여서 강판의 도금 품질을 향상시키는 것을 가능하게 한다.

또한, (전) 자기력을 이용하기 때문에, 기존 접촉방식에 의한 강판 표면의 결함 발생이 방지되고, 접촉에 의한 마모 등이 발생되지 않아 제진장치를 반영구적으로 사용 가능하게 하는 것이다.

더하여, 본 발명은 장치와 강판간 간극(거리)를 와전류센서를 이용하여 정밀 하게 측정 가능하고 빠른 응답특성을 얻을 수 있어 강판 흡인력의 균일한 유지를 가능하게 하는 등의 여러 우수한 효과를 제공하는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 2 내지 도 4에서는 본 발명에 따른 강판 제진장치(1)를 도시하고 있다.

다만, 본 실시예에서는 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 강판 제진장치(1)가 도 1에서 설명한 아연도금설비의 도금욕조(110)를 통과하여 아연 도금되는 도금강판(100)의 제진을 수행하는 것으로 한정하여 설명하고, 도금라인에 관련된 싱크롤(112)과 스테빌라이징 롤(114)을 포함하는 도금욕조(110), 가스 와이핑 장치(120) 및 상부 이송롤(130)은 도 1의 종래 기술부분에서 설명한 동일한 도면부호로 설명한다.

그러나, 본 발명의 강판 제진장치(1)는 도금라인은 물론, 기타 강판 제조시 연속 이송하면서 제조하는 연속 생산라인에 적용 가능함은 물론이다.

예컨대, 강판의 진행시 진동이 발생되어 강판 생산이나 강판 품질에 영향을 주는 강판 표면 처리 공정에서도 본 발명의 강판 제진장치를 적용 가능함은 물론이다.

또한, 본 발명의 강판 제진장치(1)는, 바람직하게는 진행되는 강판의 양측에 대칭적으로 배치되는 것이 강판의 균일하고 안정적인 제진 구현을 위한 바람직함은 물론이다.

한편, 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 강판 제진장치(1)는, 바람직하게는 도금욕조(110) 상부의 가스 와이핑 장치(120)의 상류측으로 소정 간격(S) 예를 들어, 0.5 ～ 2 m 정도의 간격(S)을 두고 하나 이상 배치하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 도금라인에서 강판의 진동은 가스 와이핑 장치(120)에서 가스를 와이핑하여 강판 표면의 (아연) 도금액을 깍아 내리는 도금두께의 조절시 도금편차를 발생하므로, 강판 제진장치는 가스 와이핑 장치(120)의 상측으로 상기 간격(S)을 유지하도록 배치하여 가스 와이핑시, 강판 진동이 발생되지 않도록 하는 것이 바람직한 것이다.

이때, 상기 범위를 벗어나면 예컨대, 가스 와이핑 장치와의 간격(S)이 0.5m 보다 작으면 가스 와이핑 장치에 너무 근접되어 가스 와이핑시 발생되는 도금액 비산입자가 제진장치에 부착되어 제진의 정밀성에 영향을 줄수 있고, 반대로 간격이 2m 보다 크면 가스 와이핑시 발생되는 강판 진동 제어의 영향력이 적게 되는 문제가 있다.

또한, 도 2와 같이, 본 발명의 강판 제진장치(1)는, 가스 와이핑되어 도금두께가 조절된 도금강판의 냉각을 위한 강판 냉각장치(150) 즉, 미스트 쿨러(mist cooler)와 강판 진행방향을 제어하는 스테빌라이징 롤과 직선상의 상부 이송롤(130) 사이에 (더) 배치되는 것도 가능하다.

한편, 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 강판 제진장치(1)는, 바람직하게는 진행 강판(100) 즉, 도금욕조를 통과하여 진행되는 도금강판의 적어도 일측, 바람직하게는 양측에 대칭적으로 배치된 장치 지지체(10) 및, 상기 장치 지지체에 강판을 향하여 하나 이상 제공되는 자기장 발생 폴(pole)(32)과, 상기 자기장 발생 폴(32)의 강판측 단부에 강판 흡인력을 증대토록 제공되는 자기장 발생 폴 확장부(34)를 포함하여 구성된 전자기 강판 제진수단(30)으로 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 강판 제진장치(1)는, 기존의 기계적인 접촉식 롤이나 가스 분사를 통한 가스 제진과는 다르게 전자기력을 이용하여 비접촉식으로 강판 진동을 억제하거나 최소화하는 제진작동을 구현하기 때문에, 종래 접촉식에 따른 강판 표면 결함 발생이나 가스 분사에 의한 비효율적인 강판 제진이 제거된다.

특히, 본 발명은 (전) 자기력 즉, 강판을 흡인하여 진동을 억제하는 전자기력을 발생하는 자기장 발생 폴(32)에 폴 확장부(34) 즉, 강판 진행방향으로 수평한 확장면의 일명 폴 슈즈(pole shoes) 형태로 제공되므로, 기존에 단순한 전자석블록을 통한 강판 제진에 비하여, 강판이 박판이어도 안정적으로 강판의 제진을 구현 가능하게 할 것이다.

한편, 상기 장치 지지체(10)는, 도 3과 같이, 강판(100)의 진행방향으로 길게 신장되는 플레이트 형태일 수 있고, 바람직하게는 전자기력 발생시 자기장이 누설되는 것을 방지토록, 비자성체 예를 들어, 세라믹이나 스테인레스(SUS) 등으로 제작되는 것이다.

물론, 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 본 발명의 상기 장치 지지체(10)는, 도금라인의 전체 설비측 프레임(미도시)에 고정되어 연결 설치될 수 있다.

한편, 이와 같은 본 발명의 장치 지지체(10)는 상기 강판 제진수단(30)이 설치되는 수에 따라 적정하게 제진수단의 크기에 대응하여 신장 설치됨은 물론, 강판의 폭방향으로 적어도 강판 폭보다는 크게 전자기력의 강판 흡인력을 발생토록 하나 이상이 도 3과 같이 배열 배치되는 것이 바람직하다.

가장 바람직하게는, 도 3과 같이, 발명의 강판 제진장치(1)에서, 강판 진행방향으로 길게 신장된 단위의 장치 지지체(10)에 한쌍의 강판 제진수단(30)을 강판 진행방향으로 상,하측에 배열하고, 이와 같은 단위의 강판 제진장치(1)들을 강판 폭방향으로 다열로 배열 배치하는 것이다.

물론, 이와 같은 단위의 강판 제진장치들의 배열은 강판의 두께, 폭 등을 고려하여 조정하면 될 것이다.

한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 강판 제진장치(1)에서, 실질적으로 강판 흡인력을 발생시키는 강판 제진수단(30)의 자기장 발생 폴(32)에 구비되어 강판의 전자기력 영향범위를 확대시키는 폴 확장부(34)는, 바람직하게는 자기장 발생 폴의 강판 측 선단부에 자기장 발생 폴 보가 큰 판재를 부착하는 것이 아니라, 자기장 발생 폴(32)의 선단부에 일체로 형성되는 라운드부(36)를 매개로 강판과 평행하게 제공되는 것이다.

즉, 본 발명의 자기장 발생 폴의 폴 확장부(34)는, 진행되는 강판에 평행하게 전자기력 방출면으로 제공되고, 자기장 발생 폴(32)의 선단부의 라운드부(36)를 통하여 면적이 확장되기 때문에, 자기장 발생 폴(32)에 발생되는 자기장이 확장부 전체에서 고르게 강판을 향하여 방출되게 되고, 이는 강판 흡인력을 전체적으로 균일하게 할 것이다.

다음, 본 발명의 강판 제진장치(1)에서, 실질적으로 강판 제진을 구현하는 강판 제진수단(30)은, 도 4a 및 도 4b에서 도시한 바와 같이, 여러 형태로 제공될 수 있다.

즉, 도 4a에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 강판 제진수단(30)은, 도 2 및 도 3의 자기장 발생 폴(32)이 자성체로 된 코어부재(32a)와 코어부재에 권선되는 전자기코일(32b)로 구성된 코일형 제진수단(30a)으로 제공될 수 있다.

예를 들어, SM45C계열 이나 규소강판을 적층하여 구성한 코어부재(32a)에 전류 인가시 전자기력을 형성시키는 전자기 코일(32b)을 권선하여 자기장 발생 폴(32)을 구성하고, 이때 자기장 발생 폴의 폴 확장부(34)의 형태는 상기 코어부재에서 일체로 수직하게 형성될 수 있다.

한편, 코일형 제진수단(30a)은, 도 4a와 같이, 코어부재에 권선된 코일의 외측으로 커버체(40) 예를 들어, 전자기력에 영향을 주지 않는 비자성체 예를 들어, 합성수지나 스테인레스 등으로 된 커버체로 포위 처리하여, 혹 도금입자나 기타 이물질이 코일사이에 끼이면서 누적되지 않게 하는 것이 바람직하다.

또는, 도 4b와 같이, 본 발명의 전자기 강판 제진수단(30)은, 자기장 발생 폴(32)이 영구자석 또는 전자석으로 형성된 자석형 제진수단(30b)으로 제공될 수 있다.

이때, 바람직하게는, 도 4a 및 도 4b에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치에서 자기장 발생 폴에 구비되는 폴 확장부(34)의 폭(강판 진행방향의 높이) D2는, 코일형 제진수단(30a)인 경우 코어부재에 권선된 전자기코일(32b)의 직경 D1 또는, 자석형 제진수단(30b)의 경우 자기장 발생 폴(32)의 강판 진행방향 두께 D1의 1.5 - 5 배의 범위로 형성시키는 것이 바람직한데, 가장 바람직하게는 2배 정도이다.

예를 들어, 상기 폴 확장부의 폭 D2가 코일이나 자기장 발생 폴의 직경이나 두께 D1의 1.5 배 보다 작으면, 자기장 발생 폴의 폴 확장부의 (전)자기장 증대폭이 적고, 거의 종래의 블록 형태의 제진 기구에 같아지면서, 자기장 발생 폴의 폴 확장부에 의한 강판 단위 면적당 발생되는 강판 흡인력이 과도하게 높아져, 강판의 응력집중으로 강판 특히, 0.6t 정도의 박판인 경우 찌그러지는 등의 문제가 발생되는 것이다.

반대로, 상기 폴 확장부의 폭 D2가 코일이나 자기장 발생 폴의 직경이나 두께 D1 의 5배 보다 크면, 상기 자기장 발생 폴의 폴 확장부(34)의 면적이 과다하게 커지면서 (전)자기장의 강판 영향력 즉, 강판 흡인력이 감소되어 정상적인 강판 제진을 어렵게 할 것이다.

한편, 도 4a 및 도 4b에서 상,하측 단위의 강판 제진수단(30)의 자기장 발생 폴의 폴 확장부(34)사이의 간극 D3도 바람직하게는 20 - 40 mm 정도가 바람직한데, 예를 들어 상기 간격이 20mm 보다 작으면, 자기장 발생 폴의 확장부가 너무 근접되어 각각의 자기장 발생 폴의 폴 확장부에서 방출되는 전자기력이 간섭되어 강판 흡인력을 불량하게 하고, 반대로 40mm 이상이면, 필요 이상으로 공간을 차지하여 장치 전체의 크기가 필요없이 증대될 것이다.

다음, 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 강판 제진장치(1)는, 제진수단(30) 즉, 자기장 발생 폴의 폴 확장부(34)에서 진행되는 강판 즉, 도금강판(100)간의 간극(G)을 측정하는 센서들을 포함한다.

예를 들어, 도 5에서 도시한 바와 같이, 장치 지지체(10)와 다음에 상세하게 설명하는 상,하측 자기장 발생 폴(32)의 연결부(38)에 형성된 개구부분에 제공된 센서 장착구(52)에 제공되어 자기장 세기로 간극(G)을 측정하는 알려진 와전류센서(50)를 이용할 수 있다.

또는, 단위의 강판 제진수단(30)들 사이로 장치 지지체(10)에 연계되어 설치되는 거리계 센서(60) 예컨대, 레이져 거리계 센서가 상기 와젼류 센서와 같이 또는 독립적으로 배치되면서 자기장 발생 폴의 폴 확장부(54)에서 강판간 간극(G)이 측정될 수 있다.

그러나, 바람직하게는 거리계 센서(60)는 실제 도금라인 환경에서 측정 (오차)불량이 쉽게 발생되는 경향이 있기 때문에, 이와 같은 거리계 센서 보다는 자기장 파장을 감지하여 센서와 강판간 와전류를 감지하여 상기 간극(G)을 측정하는 와전류센서(50)를 사용하는 것이다.

한편, 이와 같은 와전류센서는 알려져 있는데, 예를 들어 센서와 강판 간 거리(실제로는 제진장치의 폴 확장부(34)와 강판 간 간극(G))의 변화에 따라 상호 작용하는 자기장 변화에 따라 코일의 임피던스를 변화시키게 되면서 이를 와전류 센서가 감지하여 간극(G) 측정을 수행하는 것이고, 본 발명에서 사용되는 와전류 센서는 측정 대상물이 내부를 통과하는 관통형 보다는 프로브(probe) 형 센서를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 거리계 센서(60)를 사용하는 경우 본 발명과 관련된 도금공정이 고온 환경이므로, 장치 지지체(10)에 연결되고, 냉각수나 에어가 내부에 유동되어 냉각형으로 제공되는 것이 바람직한데, 예를 들어 정치 지지체(10)에 연결되는 연결대(64)의 하우징(62)의 내부에 설치되고, 센서 앞에는 창(66)이 배치되고, 특히 냉각수나 냉각에어가 공급(in) 및 배출(out)되는 통로(62a)가 구비되는 형태일 수 있다.

한편, 상기 자기장 발생 폴(32)의 확장부(34)의 전면과 강판간 간극(G)은 바람직하게는 상기 와전류센서가 측정할 수 있는 측정 임계범위내로 형성하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 상기 와전류센서(50)를 통하여 측정할 수 있는 상기 간극(G)의 범위는 0.1 - 44mm 정도이므로, 상기 간극의 범위는 이 범위를 벗어나지 않도록 하는 것이 바람직하다.

물론, 최적의 강판 제진을 구현하기 위하여는 미리 알고 있는 강판의 크기, 두께 또는 그 진행 속도 등에 따라서, 상기 간극을 적정하게 조정하는 것이 바람직함은 물론이다.

다음, 도 6 내지 도 8에서는 지금까지 설명한 본 발명 강판 제진장치의 여러 형태 특히, 강판 제진수단(30)의 여러 형태들을 도시하고 있다.

이때, 도 6a, 도 7a 및 도 8a는, 도 4b와 같은 영구자석이나 전자석의 자기장 발생 폴 (32)을 포함하는 자석형 제진수단을 도시하고, 도 6b,도 7b 및 도 8b에서는 코어부재(32a)에 전자기 코일(32b)을 권선한 자기장 발생 폴(32)의 도 4a의 코일형 제진수단(30a)을 도시하고 있다.

즉, 도 6a 및 도 6b와 같이, 본 발명의 제진수단(30)은, 연결부(38)를 매개 로 상,하측의 자기장 발생 폴(32)이 연결되는 'ㄷ'자 형태일 수 있다.

이 경우, 각각의 자기장 발생 폴 에 전자기 코일이 권선되어도 자기장 발생 폴 에서 방출되는 전자기력은 연결부에 의하여 동일하다. 따라서, 각각의 권선된 코일은 하나의 PWM(Pulse Width Modulation) 드라이버와 이에 연계된 제어부(C)를 통하여 인가되는 전류가 조절될 수 있다. 즉, 각각의 권선된 코일에 인가되는 전류를 다르게 하여도 자기장 발생 폴 에서 방출되는 전저기력(자기장)은 같다.

그러나, 도 7a 및 도 7b에서 도시한 바와 같이, 하나의 비자성체인 장치 지지체(10)에 서로 독립되어 자기장 발생 롤(32)을 상,하측에 설치하는 단위의 자기장 발생 폴을 'I'자형으로 제공하는 경우, 코어부재에 각각 권선된 전자기 코일(32b)에는 제어부(C)로 제어되는 각각의 PWM(Pulse Width Modulation) 드라이버가 연결되어 인가되는 전류가 각각 다르게 제어되면, 상,하측 자기장 발생 폴 에서 방출되는 전자기력은 다르게 구현할 수 있다.

다음, 도 8a 및 도 8b에서 도시한 바와 같이, 하나의 장치 지지체(10)에 이중의 연결부(38)를 매개로 총 3개의 자기장 발생 폴(32)이 연결되는 'E'자형으로 제공하는 경우, 앞에서 도 6에서 설명한 바와 같이, 전체 자기장 발생 폴 에서는 같은 전저기력이 방출되기 때문에, 중앙의 코어부재(32a)에만 전자기 코일(32b)을 권선하여도 3개의 자기장 발생 폴 (32)에서 형성되는 전자기력(자기장)은 같다.

따라서, 도 6 내지 도 8에서 도시한 형태의 여러 강판 제진수단(30)들을 강판 제진환경에 맞추어 선택적으로 사용하면 되는데, 강판 두께나, 폭 또는 라인에 따라 강판 진동이 많이 발생되는 환경에는 도 8의 자기장 발생 폴 이 다수개 제공된 형태를 선택하고, 자기장 발생 폴 에서 서로 다른 자기력을 형성시키는 것이 필요한 경우에는 도 7의 형태를 선택하고, 도 6은 기본 형태로 하면 될 것이다.

다만, 어떠한 형태이든. 도 6 내지 도 8과 같이, 복수의 자기장 발생 폴 (32)들은, 장치 지지체(10)에 강판의 진행방향으로 서로 독립적 설치되거나 연결부(38)를 매개로 설치되든, 강판과 수평하게 등간격으로 배열되는 것이 전자기력의 균일한 형성을 위하여 필요하다.

그리고, 연결부(38)를 매개로 서로 연결되는 복수의 자기장 발생 폴 (32)의 경우에는, 도 8과 같이 하나에 전자기 코일(32b)이 권선되는 것이 장치 구조 간소화를 위하여 바람직할 것이다.

다음, 도 9a 및 도 9b에서 도시한 바와 같이, 도 4a와 같이 코어부재(32a)에 상기 코일형 제진수단(30a)의 전자기 코일(32b)은, 연결부(38)를 매개로 자기장 발생 폴(32)의 코어부재(32a)가 연결되는 경우, 다수의 전자기 코일(32b)을 병렬로 제공하는 것이다.

즉, 도 9a 및 도 9b와 같이, 전자기 코일이 병렬로 코어부재에 제공되면, 인가되는 전류는 동일하게 인가되고, 따라서 자기장 발생 폴에서 형성되는 전자기력은 전체적으로 균일하게 되어 강판 제진력이 일정하게 유지되게 된다.

한편, 바람직하게는, 도 2 에서 도시한 바와 같이, 본 발명 강판 제진장치(1)가 진행되는 도금강판(100)의 양측에서 전자기력을 형성하여 강판 제진을 수행하므로, 강판의 진동을 억제하거나 적어도 최소화시키기 위하여는 전자기력을 실시간으로 제어하는 것이다.

다음, 도 10에서는 본 발명 강판 제진장치(1)에 구비되는, 냉각수단(70) 즉, 도 10c와 같이 장치 지지체(10) 또는, 도 10a,b와 같이 장치 지지체에 장착되는 영구자석, 전자석 또는 코어부재를 포함하는 자기장 발생 폴(32)에 제공되는 냉각매체 유동형의 냉각수단(70)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 도 2에서 아연도금욕조(110)를 통과하는 아연도금강판(100)의 경우, 아연용융액의 온도는 450-460 ℃ 정도이고, 따라서 가스 와이핑 장치 상측의 본 발명 강판 제진장치는 고온 환경에 노출되므로, 원활한 전자기력을 형성을 위하여는 자기장 발생 폴(32)의 온도를 적어도 150℃로 유지하는 것이 필요하다.

즉, 자기장 발생 폴 의 냉각은, 자기장 발생 폴의 효율 저감을 차단하고, 전자기력이 무력해지는 큐리에 온도를 피하기 위해, 질소가스 또는 냉각수를 장치 지지체 또는 자기장 발생 폴 에 흐르도록 하여, 냉각시키는 것이다.

한편, 본 발명의 냉각수단(70)은, 도 10a 및 도 10b와 같이, 자기장 발생 폴 (32)(즉, 영구자석, 전자석 또는 코어부재)의 후단부에 냉각수나 질소가스가 흐르는 바람직하게는 벌집형태의 냉각매체 통로(72)를 형성시키고, 그 일단 및 타단에 냉각매체 공급 및 배출관(미부호)(in,out)을 연결하는 것이다.

따라서, 냉각매체를 자기장 발생 폴 을 냉각시키어 상기 온도로 유지시키어 자기장 발생 폴 이 최적의 전자기력을 발생시키도록 한다.

이때, 상기 자기장 발생 폴(32)의 냉각수단(70)에 설치되는 부분은 플랜지(F)를 매개로 자기장 발생 폴 본체 부분과 후단부 부분을 연결하여 장치 제작이나 조립을 용이하게 하는 것이 바람직하다.

즉, 냉각수단(70)이 제공된 자기장 발생 폴 (32)의 후방부분은 냉각매체 통로를 가공하기 때문에, 별도 조립부재로 하는 것이 바람직한 것이다.

예를 들어, 코어부재가 자성체 소재로 된 판재를 적층하여 제작하는 경우, 상기 냉각수단이 형성되는 부분은 통자(일체형)로 하여 플랜지 형태로 조립하는 것이 가능할 것이다.

또한, 본 발명 장치에서 자기장 발생 폴 은 영구자석, 전자석 또는 자석(자성체)의 코어부재에 냉각수단(70)을 형성하지 않고, 별도 부재인 장치 지지체(10')의 두께를 확장시키고, 이와 같은 장치 지지체(10)에 냉각매체 통로(72)(도 10c에서는 개략적으로 도시하였지만, 도 10a,b의 형태일 수 있다)를 형성시키어 질소가스 또는 냉각수를 유통시키어 장치 지지체를 냉각하고, 이에 설치된 자기장 발생 폴 의 열을 흡수하여 자기장 발생 폴 을 냉각시키는 것도 가능하다.

즉, 자기장 발생 폴 에 냉각수단을 제공하는 경우, 그 설치는 다소 어렵지만 냉각효율은 높고, 반대로 도 10c와 같이 장치 지지체(10)에 냉각수단을 설치하는 경우, 설치는 용이하지만 냉각효율은 낮기 때문에, 필요에 따라 적정하게 선택하면 되고, 또는 도 10a 및 도 10c의 자기장 발생 폴 및 장치 지지체측의 냉각수단을 모두 설치하는 것도 가능하다.

다음, 도 11 및 도 12에서는 본 발명 강판 제진장치의 성능곡선을 도시하고 있는데, 도 9,10의 경우 x축은 제진장치(폴 확장부(34)와 강판간 간극(도 5의 G)이고, y축은 전자기력에 의하여 결정되는 강판 흡인력이다.

따라서, 도 11과 같이 간극이 5-40 mm 사이에서, 인가 전류가 8A이고, 강판 두께가 각각 2,1,0.5 mm 인경우, 본 발명이 종래에 비하여 간극 전구간에서 강판 흡인력이 증가함을 알 수 있다.

또는, 도 12와 같이, 간극이 5-40 mm 이고 강판 두께가 1mm 이며, 인가 전류가 2A, 1A인 경우, 본 발명이 종래에 비하여 강판 흡인력이 간극 전구간에서 증대됨을 알 수 있다.

다음, 도 13에서는 0.1 - 1.8A의 전류가 인가되고, 간극(G)이 20mm인 경우, 본 발명 강판 제진장치의 강판의 두께(0-2mm)와 인가전류(0-2A)인 경우 민감곡선을 도시하고 있다.

예를들어, 강판 두께가 1.5mm 이고, 인가 전류가 1A인 경우, 45 kgf의 강판 흡인력을 형성하는 것을 알 수 있고, 최대 강판 흡인력은 인가 전류가 최대인 2A인 경우 55 kgf 임을 알 수 있다.

한편, 지금까지 설명한 본 발명의 강판 제진장치(1)에서, 강판 흡인력을 결정하는 (전) 자기력은, 자기장 발생 폴의 설치수, 폴 확장부의 형상(폭), 전자기 코일의 코어부재 권선수, 전자기 코일에 인가되는 인가(편향)전류, 전류 인가시의 제어 주파수 등에 의하여 조정될 수 있다.

즉, 강판 두께나 폭 또는 강판 진행속도 등을 고려하여 상기 (전) 자기력의 동특성들을 조절하여 최적의 강판 제진을 구현 할 수 있다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 종래 알려진 강판 도금공정을 도시한 구성도

도 2는 본 발명에 따른 강판 제진장치를 포함하는 강판 도금공정의 일예를 도시한 구성도

도 3은 도 2의 본 발명에 따른 강판 제진장치를 도시한 사시도

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 강판 제진장치의 여러 형태를 도시한 구성도

도 5는 도 3의 본 발명의 강판 제진장치를 도시한 측면 구성도

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 강판 제진장치의 자기장 발생 폴 의 일 실시예를 도시한 사시도 및 측면 구성도

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 강판 제진장치의 자기장 발생 폴 의 다른 실시예를 도시한 사시도 및 측면 구성도

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 강판 제진장치의 자기장 발생 폴 의 또 다른 실시예를 도시한 사시도 및 측면 구성도

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 강판 제진장치에서 자기장 발생 폴 의 코일 형태를 도시한 회로도 및 구성도

도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 강판 제진장치에서, 자기장 발생 폴 이나 장치 지지체에 구비되는 냉각수단을 도시한 구성도

도 11 및 도 12는 본 발명 강판 제진장치의 성능곡선을 도시한 그래프

도 13은 본 발명 강판 제진장치의 강판의 두께와 인가전류의 민감곡선을 도시하는 그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 강판 제진장치 10.... 장치 지지체

30.... 강판 제진수단 30a.... 코일형 제진수단

30b.... 자석형 제진수단 32.... 자기장 발생 폴

32a.... 코어부재 32b.... 전자기 코일

34.... 폴 확장부 36.... 라운드부

38.... 자기장 발생 폴의 연결부 50.... 와전류센서

60.... 거리계 센서 70.... 냉각수단

Claims (10)

1. 진행 강판의 적어도 일측에 배치되는 장치 지지체(10); 및,

   상기 장치 지지체에 강판을 향하여 하나 이상 제공되는 자기장 발생 폴(32)과, 상기 자기장 발생 폴(32)의 강판측 단부에 강판 흡인력을 증대토록 제공되는 폴 확장부(34)를 포함하여 구성된 강판 제진수단(30);

   을 포함하여 구성된 강판 제진장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 장치 지지체(10)에는 하나 이상의 강판 제진수단(30)이 제공되고,

   상기 장치 지지체(10)는, 강판 폭 방향으로 하나 이상 배열된 것을 특징으로 하는 강판 제진장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 강판 제진수단의 폴 확장부(34)는, 자기장 발생 폴(32)의 선단부에 형성되는 라운드부(36)를 매개로 적어도 상기 자기장 발생 폴(32)의 강판 진행방향 두께 보다는 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 제진장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 강판 제진수단(30)은, 자기장 발생 폴(32)이 자성체로 된 코어부 재(32a)와 코어부재에 권선되는 전자기코일(32b)를 포함하는 코일형 제진수단(30a); 및,

   자기장 발생 폴(32)이 영구자석 또는 전자석으로 형성된 자석형 제진수단(30b);

   중 어느 하나로 제공되는 것을 특징으로 하는 강판 제진장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 자기장 발생 폴(32)은 장치 지지체(10)에 복수개가 제공되고,

   상기 복수의 자기장 발생 폴들은, 장치 지지체에 강판의 진행방향으로 서로 독립적 설치되거나 연결부(38)를 매개로 연결 설치되며,

   상기 복수의 자기장 발생 폴들은 등간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 강판 제진장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 연결부(38)를 매개로 서로 연결되는 복수의 자기장 발생 폴(32)들 중 적어도 하나에 전자기 코일(32b)이 권선되는 것을 특징으로 하는 강판 제진장치.
7. 제4항에 있어서,

   상기 자기장 발생 폴에 구비되는 폴 확장부(34)의 강판 진행방향 폭은, 코일형 제진수단(30a)의 코어부재(32a)에 권선된 전자기 코일(32b)의 직경 또는 자석형 제진수단(30b)의 자기장 발생 폴(32)의 강판 진행방향 두께의 1.5 - 5 배 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 제진장치.
8. 제4항에 있어서,

   상기 코일형 제진수단(30a)의 전자기 코일(32b)은 코어부재(32a)에 병렬로 제공되는 것을 특징으로 하는 강판 제진장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 장치 지지체 또는 자기장 발생 폴 측에, 상기 폴 확장부와 강판간 간극(G)을 측정토록 제공되는 와전류센서(50)를 더 포함하고, 상기 폴 확장부와 강판간 간극(G)은 상기 와전류 센서의 측정 범위내로 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 제진장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 장치 지지체(10)와 장치 지지체에 장착된 자기장 발생 폴(32) 중 어느 하나 또는 이들 모두에 제공되어 유동되는 냉각매체를 통하여 자기장 발생 폴을 냉각토록 제공되는 냉각수단(70)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 제진장치.

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