KR101354047B1 - 강판 연속도금설비의 강판의 폭방향 끝단 위치 감지장치 - Google Patents

강판 연속도금설비의 강판의 폭방향 끝단 위치 감지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전장품을 열로부터 보호하기 위한 공기순환식 냉각수단과 이물질의 유입을 방지하기 위한 에어커튼식 청정수단을 구비하는 강판연속도금설비의 강판의 폭방향 끝단으 위치 감지장치에 관한 것이다. 그 구성은; 강판(S)의 가장자리로부터 일측으로 이격된 지점에 고정 설치되는 케이스(110)와; 상기 케이스(110) 내부에 설치되는 것으로서 레이저광을 발생하거나 발생된 레이저광을 수광하는 전장품(112)과; 외부공기를 상기 케이스(110) 내부로 유입하여 순환시킨 후 배출하는 공기순환식 냉각수단과; 상기 케이스의 전면에 마련된 광출입구(1, light entrance) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 상기 광출입구(1)의 전면에 압축공기를 이용한 공기막 또는 에어 커튼을 형성하는 청정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

강판 연속도금설비의 강판의 폭방향 끝단 위치 감지장치{Position Sensing Apparatus For The Edge Of The Steel Strip Of Continuous Plating System}
본 발명은 강판연속도금설비의 강판위치 감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전장품 보호를 위한 공기순환식 냉각수단과 이물질의 유입을 방지하기 위한 에어커튼식 청정수단을 구비하는 강판연속도금설비의 강판의 폭방향 끝단 위치 감지장치에 관한 것이다.
압연에 의해 코일 형태로 생산되는 강판은 부식방지를 위해 아연도금공정을 거치게 된다. 강판(steel strip)은 용융아연이 담긴 도금조를 연속적으로 통과하면서 도금되며 도금두께를 조절하기 위해 에어 나이프가 사용된다.
도 1은 강판, 배플 플레이트 및 에어 나이프의 구성을 나타내는 평면 구성도이다. 강판은 연속이동되면서 일점쇄선으로 표시된 화살표(A) 방향으로 스윙(swing) 운동을 겪는다. 그리고 이 스윙 모션에 대한 정보는 도금설비를 구성하는 주변장치를 콘트롤하는데 사용되어야 한다. 여기서 언급되는 주변장치는 배플 플레이트(100, Baffle Plate)의 설치 위치를 조정하는 장치가 될 수 있다.
배플 플레이트(100)는 에어 나이프(102, Air Knife)가 설치되는 위치에서 강판(S)의 양쪽에 1~10mm 정도의 임의의 간격(G)을 두고 덧대어 설치되는 것이다. 배플 플레이트(100)는 에어 나이프(102)로 하여금 압축공기의 교란을 방지하여 원활하게 도금액을 제거하게끔 돕는 수단이다.
스윙하는 강판(S)에 맞추어 배플 플레이트(100) 역시 A방향을 따라 좌우로 스윙하여야 하는데, 배플 플레이트 조정장치는 본 발명의 대상이 되는 강판의 폭방향 끝단 위치 감지장치(104, 도 2 참조)로부터 강판(S)의 폭방향 끝단(E)의 위치에 대한 정보를 인가받아 배플 플레이트(100)의 위치를 조정하게 되는 것이다. 종래의 강판의 폭방향 끝단 위치 감지장치(104)의 사용예가 도 2의 평면구성도에 도시되며 이하 도 2를 참조하여 설명한다.
강판위치 감지장치(104)는 강판(S)의 가장자리에 몸체의 반이 걸쳐진 상태에서 강판(S)의 앞뒤에 이격되게 설치된다. 강판위치 감지장치(104)는 발광부(106)와 수광부(108)로 구성될 수 있으며 강판(S)은 그 사이를 지면에 수직하는 방향으로 지나게 된다. 발광부(106)에서 발생된 레이저광은 수광부(108)에 의해 감지되는데 그 수광량을 가지고 강판(S)의 A방향으로의 위치를 계산하게 되는 것이다.
발광부(106)와 수광부(108)는 각각 밀폐된 케이스(110)와 케이스(110) 내부에 설치되는 전장품(112)을 포함하고 있다. 그리고 용융도금인 만큼 주변의 온도가 150 ~ 200℃로 높기 때문에 전장품(112)을 열로부터 보호하여야 할 필요가 있게 된다. 따라서 강판위치 감지장치는 자체적으로 전장품(112)을 보호하기 위한 냉각수단을 구비하고 있으며, 통상의 경우 차가운 공기를 케이스(110) 내부로 유입하여 순환시킨 후 배출하는 공기순환식 냉각수단이 사용되고 있다.
종래기술의 문제점은 다음과 같다.
용융아연액으로부터 발생되는 미세 입자 및 주변의 이물질이 발광부(106)와 수광부(108)에 점착되어 발광량을 떨어뜨리고 나아가 수광량의 정확도를 떨어뜨린다는 것이다. 이를 방치하게 되면 강판(S)과 배플 플레이트(100)간에 충돌이 발생하여 대형사고를 유발할 수도 있다. 이러한 문제 때문에 종래에는 고가의 강판위치 감지장치를 주기적으로 교환하여야 했으나 이는 심한 낭비가 아닐 수 없었다.
위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은; 레이저를 이용한 강판연속도금설비의 강판위치 감지장치에 있어서 발광부과 수광부에 이물질이 점착되지 않도록 함으로써 고가인 레이저 장비의 수명을 연장시키기 위한 수단을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 구체적인 목적은 기존에 사용되고 있던 공기순환식 냉각수단을 활용함으로써 보다 경제적으로 위의 목적을 달성하는 것에 있다. 본 발명의 기타 목적은 이하 설명을 통해 더욱 구체화될 것이다.
위와 같은 목적은; 용융 도금액을 연속적으로 통과하는 강판의 주변에 설치된 상태에서 레이저를 이용하여 강판의 위치를 측정하는 강판위치 감지장치에 있어서;
강판의 가장자리로부터 이격된 지점에 고정 설치되는 케이스와; 상기 케이스 내부에 설치되는 것으로서 레이저광을 발생하거나 발생된 레이저광을 수광하는 전장품과; 외부공기를 상기 케이스 내부로 유입하여 순환시킨 후 배출하는 공기순환식 냉각수단과; 상기 케이스의 전면(前面)에 마련되는 것으로서 레이저광이 통과되는 광출입구(light entrance) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 압축공기를 이용한 에어 커튼을 상기 광출입구의 전면에 형성하는 청정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 연속도금설비의 강판위치 감지장치에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면; 상기 냉각수단에 이용되어 배출되는 압축공기가 상기 청청수단에 연이어 이용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면; 상기 케이스는 상기 전장품이 수용되며 상기 냉각수단에 의해 외부공기가 1차적으로 머물면서 순환되는 공간; 상기 공간에 연통되는 것으로서 상기 광출입구의 문턱에 상방향으로 관통 형성됨으로써 상기 공간의 공기압이 상방향으로 분출되면서 또는 에어 커튼이 형성되게 하는 노즐공을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면; 상기 노즐공은 상기 제2공간의 압축공기가 수직면으로부터 상기 강판을 향하여 1 ~ 30°의 각도로 기울어진 상태로 분출되도록 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면; 상기 케이스의 광출입구와 전장품 사이에는 패킹부재가 개입됨으로써 상기 전장품은 밀폐공간에 설치될 수 있게 된다.
위와 같은 구성에 의하면 발광부과 수광부에 압축공기를 이용한 공기막(또는 에어커튼)이 이물질의 유입을 방지함으로써 레이저 장비의 수명을 획기적으로 연장할 수 있게 된다. 나아가 기존의 냉각수단으로 이용되었던 압축공기를 활용함으로써 본 발명의 목적을 경제적으로 달성할 수 있게 된다.
도 1은 연속도금설비의 강판, 배플 플레이트 및 에어 나이프의 구성을 나타내는 평면 구성도이다.
도 2는 강판위치 감지장치의 사용상태를 도시하는 강판의 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 강판위치 감지장치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 강판위치 감지장치의 일부절개 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 위에서 설명된 종래기술과 동일한 내용에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
본 발명에 의한 강판위치 감지장치는 용융 도금액을 연속적으로 통과하는 강판(S)의 주변에 설치된 상태에서 레이저를 이용하여 강판(S)의 위치를 측정하기 위한 것이다. 본 발명에서 강판의 폭방향 끝단(E, 도 2 참조)의 위치를 감지하는 강판위치 감지장치는 일반적인 구성의 레이저 발생기를 이용하고 있다. 강판위치 감지장치는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 분리되어 있으며 유사한 형태를 가지는 발광부(106)와 수광부(108)로 구성될 수 있다.
발광부에 수광부가 함께 설치되고 맞은편에는 단지 반사체만을 설치하는 형식도 전혀 배제된다고 볼 수는 없다. 그러나 신뢰할 수 있으며 정확한 측정결과를 얻기 위하여 도 2에 도시된 것처럼 강판(S)을 사이에 두고 발광부(106)와 수광부(108)를 분리하여 설치되는 것이 추천된다고 할 수 있다.
도 2상의 발광부(106)와 수광부(108)의 기본적인 구성은 같다. 즉 강판(S)의 가장자리로부터 일측으로 이격된 지점에 고정 설치되는 케이스(110)와, 상기 케이스(110) 내부에 설치되는 전장품(112)과, 외부공기를 상기 케이스(110) 내부로 유입하여 순환시킨 후 배출하는 공기순환식 냉각수단을 포함한다. 그리고 본 발명에 의한 청정수단도 동일하게 설치될 수 있다.
결과적으로 도 3 이하에 도시된 장치는 엄밀하게는 발광부(106) 또는 수광부(108)를 가리키지만, 서로의 구성과 기능에 공통성이 있으므로 이하에서는 단순히 강판위치 감지장치라고 대표하여 설명한다. 이 경우 전장품(112)은 레이저광을 발생하거나, 레이저광을 수광하고 이를 연산하여 그 결과치를 외부로 인가하는 일련의 전기적 장치를 일컫게 될 것이다.
케이스(110)의 전면(前面)에는 레이저광이 통과되는 광출입구(1, light entrance)가 가로방향으로 기다란 직사각 형태로 마련된다. 즉 광출입구(1)를 통해 레이저광이 나오거나 들어가게 된다.
본 발명에 의한 강판위치 감지장치의 가장 큰 핵심은 광출입구(1)를 통해 케이스(110) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 청정수단을 포함한다는 것이다. 그리고 이 청정수단은 광출입구(1)의 전면에 압축공기를 이용한 공기막(膜) 내지 에어 커튼(Air Curtain)을 형성하여 이물질의 인입을 저지한다는 것이다.
본 발명의 실시예에 의하면 냉각수단에 사용되는 압축공기를 그대로 청정수단에 활용하고 있다. 이하, 이에 대한 내용을 도 4 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다.
케이스(110)의 상부에 위치하는 제1공간(3)은 전장품(112)이 수용되는 곳으로서 냉각수단에 의해 외부공기가 1차적으로 머물며 순환되는 곳이다. 외부에서 발생된 압축공기는 공기유입구(5)를 통해 제1공간(3)으로 유입되어 내부를 순환된다. 전장품(112)의 외면은 순환공기와 충분히 접촉할 수 있도록 케이스(110)의 내벽면으로부터 이격되어 있다.
케이스(110)에는 또한 제1공간(3)과 분리되어 있는 제2공간(7)이 더 마련된다. 제2공간(7)은 제1공간(3)의 하부에 위치하는데 격판(9)에 의해 제2공간(7)과 분리되어 있다. 격판(9)에는 제1,2공간(3,7)을 제한적으로 소통시키기 위한 유통공(11)이 마련된다. 유통공(11)은 제1공간(3)의 압축공기가 충분히 순환한 다음 제2공간(7)으로 유입되도록 하는 위치 및 넓이로 마련되는 것이 바람직하다. 도시된 바에 의하면 유통공(11)은 장치의 앞쪽, 즉 광출입구(1)에 인접한 곳에 마련되어 있다.
노즐공(13)이 광출입구의 문턱(15)에 상방향으로 관통 형성된다. 노즐공(13)은 제2공간(7)에 연통되는 것으로서 제2공간(7)의 공기압이 상방향으로 분출되도록 안내하기 위한 것이다. 도시된 바에 의하면 노즐공(13)은 광출입구(1)의 폭을 따라 일정한 간격으로 이격된 여러 개의 원형 구멍으로 구성된다. 노즐공(13)으로 분출되는 공기압력은 공기막 내지 에어 커튼(Air Curtain)을 형성하기 위한 정도로 강해야 한다. 이것을 조건으로 하여 제1공간(3)에 유입되는 단위시간당 공기유량 내지 노즐공(13)의 총단면적이 결정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 노즐공(13)은 제2공간(7)의 압축공기가 수직면으로부터 강판(S, 도 2 참조)을 향하여 1 ~ 30°의 각도(α)로 기울어진 상태로 분출되도록 할 수 있다. 또한 이러한 공기흐름을 유도하기 위해 광출입구(1) 상부에는 테이퍼진 안내면(17)이 마련되고, 바람이 일정한 방향을 향해 집중되게끔 가이드홀(19)이 노즐공의 상부에 상기 각도(α)로 경사지게 마련된다.
한편, 케이스(110)의 광출입구(1)와 전장품(112) 사이에는 패킹부재(21)가 개입된다. 패킹부재(21)는 케이스(110) 내부 공간의 기밀을 유지하기 위한 것으로서 테프론, 합성고무, 우레탄 등이 사용될 수 있다. 패킹부재(21)에 의해 전장품(112)은 밀폐공간에 설치될 수 있게 된다.
노즐공(13)의 형상 내지 그의 분사방향에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다. 때에 따라 노즐공(13)의 분사방향은 하방향 또는 횡방향이 될 수도 있다. 또한 이물질 차단효과를 증대시키기 위해 공기막이 두껍게 또는 2개층 이상으로 마련될 수도 있을 것이다. 또한 제1,2공간(3,7)의 분리 여부에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지도 아니한다. 즉 제1,2공간은 하나의 공간으로 통합될 수도 있다는 의미이다.
이처럼 당업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 변형실시를 할 수 있을 것이다. 첨부된 도면과 그에 의거한 설명은 본 발명을 구현하기 위한 예시에 지나지 않기 때문이다.
1 ; 광출입구 3,7 ; 제1,2공간
5 ; 공기유입구 9 ; 격판
11 ; 유통공 13 ; 노즐공
15 ; 문턱 17 ; 안내면
19 ; 가이드홀 21 ; 패킹부재
S ; 강판

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 용융 도금액을 연속적으로 통과하는 강판(S)의 주변에 설치된 상태에서 레이저를 이용하여 강판(S)의 위치를 측정하는 강판의 폭방향 끝단 위치 감지장치에 있어서;
    강판(S)의 가장자리로부터 이격된 지점에 고정 설치되는 케이스(110)와; 상기 케이스(110) 내부에 설치되는 것으로서 레이저광을 발생하거나 발생된 레이저광을 수광하는 전장품(112)과; 외부공기를 상기 케이스(110) 내부로 유입하여 순환시킨 후 배출하는 공기순환식 냉각수단과; 상기 케이스(110)의 전면(前面)에 마련되는 것으로서 레이저광이 통과되는 광출입구(1, light entrance) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 상기 광출입구(1)의 전면에 압축공기를 이용하여 에어 커튼을 형성하는 청정수단을 포함하되;
    상기 케이스(110)는, 상기 전장품(112)이 수용되며 상기 냉각수단에 의해 외부공기가 머물며 순환되는 공간(3,7)과; 상기 공간(3,7)에 연통되는 것으로서 상기 광출입구의 문턱(15)에 상방향으로 관통 형성됨으로써 상기 공간(3,7)의 공기압이 상방향으로 분출되면서 에어 커튼이 형성되게 하는 노즐공(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 연속도금설비의 강판의 폭방향 끝단 위치 감지장치.
  4. 제3항에 있어서; 상기 노즐공(13)은 상기 제2공간(7)의 압축공기가 수직면으로부터 강판(S)을 향하여 1 ~ 30°의 각도(α)로 기울어진 상태로 분출되도록 하는 것을 특징으로 하는 강판 연속도금설비의 강판의 폭방향 끝단 위치 감지장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 케이스(110)의 광출입구(1)와 전장품(112) 사이에는 패킹부재(21)가 개입됨으로써 상기 전장품(112)은 밀폐공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 강판 연속도금설비의 강판의 폭방향 끝단 위치 감지장치.
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