KR101421833B1 - 스트립 리프팅 장치를 구비한 염욕조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소둔 산세 라인의 소둔로와 산세조 사이에 설치되며, 스트립의 진행이 정지됨에 따라 내부에 침지되는 스트립을 들어올려 침지롤과 분리시킬 수 있는 스트립 리프팅 장치를 구비한 염욕조를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 리프팅 장치를 구비한 염욕조는 염 용액을 담고 전방벽과 후방벽 각각에 스트립이 통과하는 입구와 출구를 갖는 탱크와; 상기 스트립의 진행 방향으로 상기 탱크에 설치되고 상기 스트립과 접촉하여 상기 스트립을 상기 염 용액에 침지시키는 한 쌍의 침지롤과; 상기 탱크에 설치되어 상기 한 쌍의 침지롤 중 상기 출구와 인접한 침지롤 측에서 승강 구동되고, 상기 침지롤과 상기 스트립을 분리시키도록 상기 스트립의 저면을 받쳐 들어올리는 스트립 리프팅 장치를 포함하고, 상기 스트립 리프팅 장치는, 상기 스트립의 양 측방에 마주하는 상기 탱크의 양 측벽 각각에 세워지는 한 쌍의 지지 프레임과, 상기 한 쌍의 지지 프레임의 측면에 고정되고 하방을 향해 실린더 로드가 출몰되는 한 쌍의 실린더와, 상기 스트립의 진행 방향과 교차하도록 상기 탱크를 가로질러 상기 한 쌍의 지지 프레임의 상단에 고정되고, 양단에 피니언 기어를 갖는 복수의 회전축이 내부에 구비되는 기어 박스와, 상기 실린더 로드에 하단이 연결되고 상기 피니언 기어에 상단이 맞물리도록 연장되는 한 쌍의 랙 기어와, 상기 스트립의 진행 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드롤과, 상기 한 쌍의 랙 기어에 결합되고 상기 한 쌍의 가이드롤을 상기 스트립의 진행 방향으로 이격시켜 지지하는 가이드롤 지지 프레임을 포함한다.

Description

스트립 리프팅 장치를 구비한 염욕조{SALT BATH HAVING STRIP LIFTING DEVICE}

본 발명은 소둔 산세 라인에 설치되는 염욕조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소둔 산세 라인의 소둔로와 산세조 사이에 설치되고 내부에 침지된 스트립을 들어올리는 스트립 리프팅 장치를 구비한 염욕조에 관한 것이다.

냉연 공장의 소둔 산세 라인(Annealing and Pickling Line)은 냉간 압연의 후공정에 해당하는 설비 라인으로서, 냉간 압연시 발생된 강판(이하, ‘스트립’이라 한다)의 내부 응력을 균일화하여 스트립의 성질을 강화시킬 수 있다. 이러한 소둔 산세 라인에는 소둔 공정을 위한 소둔로(Annealing Furnace)와, 산세 공정을 위한 산세조(Pickling Bath) 및 소둔로와 산세조 사이에 설치되는 염욕조(Salt Bath)가 포함된다. 여기서, 소둔로는 스트립을 적당한 온도로 가열한 후 천천히 냉각시켜 잔류 응력 제거와 결정 조직 조정 등을 통해 필요한 스트립의 기계적 및 물리적 성질을 얻을 수 있다. 또한, 산세조는 스트립이 침지되는 산세 용액을 담아 소둔 공정으로 인해 스트립 표면에 생긴 산화성 스케일을 화학적으로 제거할 수 있다. 이와 같은 소둔로와 산세조 사이에 설치되는 염욕조는 스트립 표면의 스케일을 효율적으로 산세 제거할 수 있도록 스트립에서 스케일을 이완시킨다.

소둔 산세 라인에 설치되는 염욕조와 관련하여, 그 일 예가 대한민국 등록실용신안공보 실0116410호(등록일 1998.01.13)에 제안되어 있다. 상기 문헌에 따른 염욕조는 염(salt) 용액이 담기는 탱크를 포함하고, 탱크의 전, 후방에는 스트립이 진출입하는 입구와 출구가 각각 형성된다. 또한, 탱크에는 스트립을 염 용액에 침지시키기 위한 침지롤과, 스트립에 묻은 염 용액을 닦아내기 위한 와이퍼링롤 등이 구비된다(여기서, 침지롤은 스트립을 이동시키기 위해 회전되는 디플렉터롤일 수 있다). 염욕조에 담기는 염 용액은 400℃ 이상의 온도로 가열되는 용액이다. 스트립의 강종 전환이나 소둔 산세 라인의 정비 또는 예기치 못한 장애 발생 등을 이유로 스트립의 진행이 정지되어 침지롤이 염 용액에 장시간 침지되는 경우에는 고온의 염 용액에 의해 변형되거나 또는 침지롤의 표면에 염 용액이 응고될 수 있다. 종래의 염욕조에는 침지롤로부터 스트립을 분리시킬 수 있는 수단이 구비되지 않기 때문에 침지롤에 접촉되는 스트립에 결함이 발생될 수 있으며, 이로 인해 스트립의 품질이 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안공보 실0116410호 (1998.01.13)

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소둔 산세 라인의 소둔로와 산세조 사이에 설치되며, 스트립의 진행이 정지됨에 따라 내부에 침지되는 스트립을 들어올려 침지롤과 분리시킬 수 있는 스트립 리프팅 장치를 구비한 염욕조를 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 스트립 리프팅 장치를 구비한 염욕조는 염 용액을 담고 전방벽과 후방벽 각각에 스트립이 통과하는 입구와 출구를 갖는 탱크와; 상기 스트립의 진행 방향으로 상기 탱크에 설치되고 상기 스트립과 접촉하여 상기 스트립을 상기 염 용액에 침지시키는 한 쌍의 침지롤과; 상기 탱크에 설치되어 상기 한 쌍의 침지롤 중 상기 출구와 인접한 침지롤 측에서 승강 구동되고, 상기 침지롤과 상기 스트립을 분리시키도록 상기 스트립의 저면을 받쳐 들어올리는 스트립 리프팅 장치를 포함하고, 상기 스트립 리프팅 장치는, 상기 스트립의 양 측방에 마주하는 상기 탱크의 양 측벽 각각에 세워지는 한 쌍의 지지 프레임과, 상기 한 쌍의 지지 프레임의 측면에 고정되고 하방을 향해 실린더 로드가 출몰되는 한 쌍의 실린더와, 상기 스트립의 진행 방향과 교차하도록 상기 탱크를 가로질러 상기 한 쌍의 지지 프레임의 상단에 고정되고, 양단에 피니언 기어를 갖는 복수의 회전축이 내부에 구비되는 기어 박스와, 상기 실린더 로드에 하단이 연결되고 상기 피니언 기어에 상단이 맞물리도록 연장되는 한 쌍의 랙 기어와, 상기 스트립의 진행 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드롤과, 상기 한 쌍의 랙 기어에 결합되고 상기 한 쌍의 가이드롤을 상기 스트립의 진행 방향으로 이격시켜 지지하는 가이드롤 지지 프레임을 포함한다.

상기 침지롤은 상하 구동 및 회전 구동이 가능한 디플렉터롤일 수 있다.

상기 스트립 리프팅 장치는 상기 스트립의 저면을 탱크에 담긴 염 용액의 표면보다 높게 상승시킬 수 있다.

상기 스트립 리프팅 장치는, 상기 한 쌍의 실린더의 구동에 따라 상기 실린더 로드가 상승되어 상기 피니언 기어에 가이드되는 상기 한 쌍의 랙 기어 및 상기 한 쌍의 랙 기어에 연결된 상기 가이드롤 지지 프레임이 상승되어 상기 한 쌍의 가이드롤이 상기 스트립의 저면을 받쳐 들어올릴 수 있다.

본 발명에 따른 염욕조는, 스트립의 저면을 받쳐 들어올리는 스트립 리프팅 장치를 구비하여 침지롤과 침지롤에 의해 염 용액에 침지되는 스트립을 분리시킬 수 있다. 또한, 침지롤은 회전 구동 및 승강 구동이 가능한 디플렉터롤일 수 있다. 따라서, 스트립의 강종 전환이나 소둔 산세 설비의 정비 또는 예기치 못한 장애 발생 등에 의해 염욕조를 통과하는 스트립의 진행이 정지되더라도 침지롤이 고온의 염 용액에 장시간 침지되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 침지롤이 변형되거나 침지롤의 표면에 염 용액이 응고되는 것을 방지하여 고가인 침지롤의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 침지롤로부터 스트립을 분리시킬 수 있어 스트립의 표면에 결함이 발생하는 것을 차단하여 스트립의 품질 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 리프팅 장치를 구비한 염욕조를 보인 투과 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 스트립 리프팅 장치를 보인 사시도이며,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 리프팅 장치의 사용 상태를 보여주는 개략적인 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

먼저, 본 실시예에서, 염욕조는 소둔 산세 라인에 설치되며, 특히 소둔 작업을 위한 소둔로와 산세 작업을 위한 산세조 사이에 설치되어 산세 전처리(酸洗 前處理)를 수행한다.

실시예에서, 염욕조를 통과하고, 염욕조에 담기는 염 용액에 침지되는 스트립은 냉간 압연된 스테인리스강(stainless steel)일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 리프팅 장치를 구비한 염욕조를 보인 투과 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스트립 리프팅 장치를 보인 사시도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 리프팅 장치의 사용 상태를 보여주는 개략적인 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 염욕조(100)는 스트립(10) 표면의 산화성 스케일(scale) 박리를 용이하게 하기 위한 설비이다. 염욕조(100)는 염(salt) 용액(20)을 담는 탱크(110)와, 탱크(110) 내부에서 스트립(10)에 접촉되어 스트립(10)을 염 용액(20)에 침지시키는 한 쌍의 침지롤(120) 및 침지롤(120)로부터 스트립(10)을 분리시키도록 스트립(10)의 저면을 받쳐 들어올리는 스트립 리프팅 장치(130)을 포함한다.

탱크(110)는 내부가 빈 함체 형상으로 이루어진다. 탱크(110)는 스트립(10)이 들어가고 나오는 방향으로 대향되는 전방벽(111)과 후방벽(112)을 가지며, 전방벽(111)과 후방벽(112)에는 스트립(10)이 통과하는 입구(111a)와 출구(112a)가 각각 형성된다. 입구(111a)와 출구(112a)는 스트립(10)의 크기에 대응하여 다양한 크기로 개방될 수 있다. 입구(111a)와 출구(112a)는 탱크(110) 내에 담기는 염 용액(20)의 수위보다 높게 형성된다. 따라서, 입구(111a) 측과 출구(112a) 측에서 스트립(10)은 염 용액(20)에 침지되지 않는다.

염 용액(20)은 NaOH 56wt%, NaOH3 26wt%, NaCl 16wt% 및 기타 필요 성분으로 구성된 고체 덩어리를 버너 등을 이용하여 400℃ 이상의 온도로 가열한 액체 상태의 용액이다. 미도시되었지만, 탱크(110)의 일측에는 염 용액(20)의 온도를 일정하게 유지시키기 위해 염 용액(20)의 온도를 측정하는 온도 센서와, 염 용액(20)을 가열하는 가열 장치가 구비될 수 있다.

실시예에서, 탱크(110)의 전방벽(111) 외측에는 상부롤(140) 및 하부롤(150)이 구비되어 스트립(10)을 입구(111a)에 원활하게 진입시킬 수 있다.

또한, 탱크(110)의 후방벽(112) 외측에는 와이퍼링롤(wipering roll)(160)이 구비되어 출구(112a)를 통해 나오는 스트립(10)의 표면에서 염 용액(20)을 닦아낼 수 있다. 또한, 탱크(110)의 후방 외측에는 와이퍼링롤(160)을 거친 스트립(10)을 세정하기 위한 세정 탱크(170)가 구비될 수 있다.

위와 같은 탱크(110)의 내부에는 스트립(10)을 염 용액(20)에 침지시키기 위한 한 쌍의 침지롤(120)이 위치된다. 한 쌍의 침지롤(120)은 스트립(10)의 진행 방향으로 설치되어 입구(111a)를 거친 스트립(10)이 전방측 침지롤(120)의 하부 및 후방측 침지롤(120)의 상부에 접촉되어 경유된다. 전방측 침지롤(120)의 경우, 스트립(10)이 접촉되는 하부가 염 용액(20)에 침지되어 입구(111a)를 통해 탱크(110)로 들어온 스트립(10)이 경사지게 놓여 전방측 침지롤(120)과 인접한 부분에 침지 구간이 형성된다.

침지롤(120)은 승강 실린더(122)가 연결되어 상하 구동이 가능하다. 즉, 침지롤(120)의 높이를 조절하여 염 용액(20)에 선택적으로 침지시킬 수 있다. 또한, 미도시되었지만, 침지롤(120)은 연장 방향을 축 방향으로 하여 회전 구동이 가능하도록 모터 등의 구동 장치와 연결될 수 있다. 즉, 침지롤(120)은 회전 구동에 의해 접촉된 스트립(10)을 탱크(110) 내에서 진행시키는 디플렉터롤(deflector roll)일 수 있다. 침지롤(12)에 연결되는 승강 실린더(122)를 용이하게 설치할 수 있도록 탱크(110)의 후방측 상부는 확장 형성될 수 있다.

침지롤(12)의 승강 실린더(122)가 설치되는 탱크(110)의 확장부에 스트립 리프팅 장치(130)가 설치될 수 있다. 스트립 리프팅 장치(130)는 한 쌍의 침지롤(120) 중에서 출구(112a)와 인접한 침지롤, 즉 후방측 침지롤 측에서 승강 구동되고, 침지롤(120)과 스트립(10)을 분리시키도록 스트립(10)의 저면을 받쳐 들어올릴 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스트립 리프팅 장치(130)는 랙-피니언 기어(rack-pinion gear) 방식으로 스트립(10)을 들어올릴 수 있다. 이러한 스트립 리프팅 장치(130)는 스트립(10)의 양 측방에 마주하는 탱크(110)의 양 측벽(113) 각각에 세워지는 한 쌍의 지지 프레임(131)과, 한 쌍의 지지 프레임(131)의 측면에 고정되고 하방을 향해 실린더 로드(132a)가 출몰되는 한 쌍의 실린더(132)와, 한 쌍의 지지 프레임(131)의 상단에 가로질러 고정되고, 양단에 피니언 기어(133a)를 갖는 복수의 회전축(133b)이 자유롭게 회전가능하게 구비되는 기어 박스(133)와, 실린더 로드(132a)에 따라 움직이도록 실린더 로드(132a)에 하단이 연결되고 피니언 기어(133a)에 상단이 맞물리도록 상하로 연장되는 한 쌍의 랙 기어(134)와, 스트립(10)의 진행 방향과 교차하는 방향, 즉 탱크(110)의 폭 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드롤(135)과, 한 쌍의 랙 기어(134)에 결합되고 한 쌍의 가이드롤(135)을 스트립(10)의 진행 방향으로 이격시켜 지지하는 가이드롤 지지 프레임(136)을 포함한다.

이때 상기 한 쌍의 가이드롤(135)는 스트립(10)의 저면에 접촉될 수 있도록 상기 스트립(10)의 진행경로보다 하부측에 배치된다. 그리고, 가이드롤 지지 프레임(136)을 통해 지지되는 한 쌍의 가이드롤(135)은 후방측 침지롤(120)의 전방과 후방 측에 각각 위치하도록 이격된다.

미도시되었지만, 탱크(110)의 외측에는 실린더(132)에 유압, 공압 등의 구동력을 제공하는 공급 장치가 구비될 수 있다.

실시예에서, 기어 박스(133)의 내부에는 회전축(133b)이 4개가 구비된다. 따라서, 피니언 기어(133a)는 기어 박스(133)에 총 8개가 구비된다. 피니언 기어(133a)는 4개씩 기어 박스(133)의 내측에서 대향되며, 측방에서 바라볼 때 직사각 또는 정사각 형상으로 배치된다. 4개의 기어 박스(133)의 가운데 부분을 지나도록 랙 기어(134)가 맞물려 끼워진다. 따라서, 랙 기어(134)가 상하로 움직이게 되면 복수의 피니언 기어(133a)가 같은 회전 각도와 속도로 회전축(133b)에 대하여 회전하게 된다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 스트립 리프팅 장치(130)에서, 한 쌍의 실린더(132)가 구동하여 실린더 로드(132a)가 상승되면, 즉 실린더(132)로 삽입되면 피니언 기어(133a)에 의해 가이드되는 바 형상의 한 쌍의 랙 기어(134) 및 한 쌍의 랙 기어(134)에 연결된 가이드롤 지지 프레임(136)이 상승되어 한 쌍의 가이드롤(135)이 스트립(10)의 저면을 받쳐 들어올리게 된다. 이때 전방측 침지롤(120)은 승강 실린더(122)를 작동시켜 염 용액(20)의 밖으로 나오도록 상승시킨 후 가이드롤(135)를 상승시키는 것이 바람직하다. 이때 필요하다면 후방측 침지롤(120)은 승강 실린더(122)를 작동시켜 하강시킴에 따라 가이드롤(135)의 상승에 의해 스트립이 리프팅 되는 것을 방해하지 않을 수 있을 것이다.

스트립 리프팅 장치(130)는 스트립(10)의 저면을 받쳐 들어올릴 수 있도록 충분한 승강 가능 높이를 가지며, 침지롤(120)이 디플렉터롤로 이루어져 승강 구동이 가능하더라도 후방측 침지롤(120)보다 높게 스트립(10)의 저면을 상승시킬 수 있는 동시에 상기 스트립의 저면을 탱크에 담긴 염 용액의 표면보다 높게 상승시킨다. 따라서, 침지롤(120)에 접촉되는 스트립(10)을 침지롤(120)과 비접촉되도록 분리시킬 수 있다.

전술한 염욕조(100)는, 소둔 산세 공정 시 스트립의 강종 전환이나 소둔 산세 설비의 정비가 필요한 경우나 예기치 못한 장애가 발생한 경우에 염욕조(100)를 통과하는 스트립(10)의 진행이 정지되더라도 장시간 침지롤(120) 및 스트립(10)이 염 용액(20)에 침지되어 있는 것을 방지할 수 있다. 즉, 침지롤(120)과 스트립(10)을 염 용액(20)의 상측으로 이동시킬 수 있다. 또한, 스트립(10)을 침지롤(120)과 분리시켜 따로 지지할 수 있으며, 스트립(10)이 분리된 침지롤(120)을 염 용액(20) 상측에서 회전하도록 하여 고가의 침지롤(120)이 변형되거나 그 표면에 염 용액(20)이 응고되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 침지롤(120)의 표면에서 염 용액(20)의 응고물에 의해 스트립(10)의 표면에 스크래치 등의 결함이 발생하여 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

10: 스트립 20: 염 용액
100: 염욕조 110: 탱크
111: 전방벽 111a: 입구
112: 후방벽 112a: 출구
120: 침지롤 122: 승강 실린더
130: 스트립 리프팅 장치 140: 상부롤
150: 하부롤 160: 와이퍼링롤

Claims (4)

1. 염 용액을 담고 전방벽과 후방벽 각각에 스트립이 통과하는 입구와 출구를 갖는 탱크와;
   상기 스트립의 진행 방향으로 상기 탱크에 설치되고 상기 스트립과 접촉하여 상기 스트립을 상기 염 용액에 침지시키는 한 쌍의 침지롤과;
   상기 탱크에 설치되어 상기 한 쌍의 침지롤 중 상기 출구와 인접한 침지롤 측에서 승강 구동되고, 상기 침지롤과 상기 스트립을 분리시키도록 상기 스트립의 저면을 받쳐 들어올리는 스트립 리프팅 장치를 포함하고,
   상기 스트립 리프팅 장치는, 상기 스트립의 양 측방에 마주하는 상기 탱크의 양 측벽 각각에 세워지는 한 쌍의 지지 프레임과, 상기 한 쌍의 지지 프레임의 측면에 고정되고 하방을 향해 실린더 로드가 출몰되는 한 쌍의 실린더와, 상기 스트립의 진행 방향과 교차하도록 상기 탱크를 가로질러 상기 한 쌍의 지지 프레임의 상단에 고정되고, 양단에 피니언 기어를 갖는 복수의 회전축이 내부에 구비되는 기어 박스와, 상기 실린더 로드에 하단이 연결되고 상기 피니언 기어에 상단이 맞물리도록 연장되는 한 쌍의 랙 기어와, 상기 스트립의 진행 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드롤과, 상기 한 쌍의 랙 기어에 결합되고 상기 한 쌍의 가이드롤을 상기 스트립의 진행 방향으로 이격시켜 지지하는 가이드롤 지지 프레임을 포함하는, 염욕조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 침지롤은 상하 구동 및 회전 구동이 가능한 디플렉터롤인 염욕조.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 스트립 리프팅 장치는 상기 스트립의 저면을 탱크에 담긴 염 용액의 표면보다 높게 상승시키는 염욕조.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 실린더의 구동에 따라 상기 실린더 로드가 상승되어 상기 피니언 기어에 가이드되는 상기 한 쌍의 랙 기어 및 상기 한 쌍의 랙 기어에 연결된 상기 가이드롤 지지 프레임이 상승되어 상기 한 쌍의 가이드롤이 상기 스트립의 저면을 받쳐 들어올리는 염욕조.
   

Images