KR101540028B1 - 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어나이프에 연결되는 공기공급관과, 상기 공기공급관에 연결되어 블로워 룸안의 공기를 상기 공기공급관에 공급하는 블로워를 포함하여 에어나이프에 공기를 공급하는 공기공급부와, 상기 에어나이프에 질소를 공급하는 질소공급부를 포함하는 에어나이프의 압력 제어장치로서, 입구가 상기 질소공급부에 연결되고 출구가 상기 블로워 룸 내부에 연결되는 질소공급관;및 상기 블로워 룸 내부에 유입된 질소를 상기 공기공급관을 통하여 상기 에어나이프에 공급하도록 상기 블로워를 제어하는 제어부를 포함하는 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치를 제공하여, 압력 제어의 응답성을 향상시키며, 공정의 전환을 위한 제어밸브의 제어과정에서 발생하는 헌팅 현상을 방지할 수 있다.

Description

도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치 및 그 제어방법{Apparatus for controlling air knife in plating process and Method for controlling the same}

본 발명은 에어나이프의 압력 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 도금공정에서 질소와 공기를 전환하여 분사하는 에어나이프의 압력 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 강판의 내식성 등을 향상시키고 외관을 미려하게 하기 위하여 강판의 표면에 도금을 실시한다. 도금공정의 대표적인 방법으로는 용융 도금액에 저장된 욕조에 강판을 통과시키면서 아연을 강판에 부착시켜 도금을 행하는 방법이 있다.

도 1은 에어나이프를 도시한 도면이다.

이러한 도금공정은 도 1에 도시된 바와 같이, 도금욕조(1)를 통과하는 강판(2)에 수직하게 대향 설치된 한 쌍의 에어나이프(3,4)에서 분사되는 에어의 분사압력을 조절하여 강판(2)에 부착되는 도금량을 제어할 수 있다.

에어나이프(3,4)는 용융아연도금강판(GI)을 생산 할 때는 질소를 분사하며, 용융합금화아연도금강판(GA)을 생산할 때에는 공기를 분사하도록 제어된다.

이때, 에어나이프(3,4)에 공기를 공급하기 위한 제어는 가변전압주파수제어(VVVF: Variable Voltage Variable Frequency) 방식으로 모터를 제어하여 수행되는 반면에, 질소를 공급하기 위한 제어는 밸브를 기계적으로 제어하여 수행된다.

그 결과, 질소를 공급하기 위한 공정에서 에어를 공급하기 위한 공정으로 전환되는 경우, 안정된 압력을 얻기까지 많은 시간이 소요되는 문제점이 발생한다. 또한, 에어를 공급하기 위한 공정에서 질소를 공급하기 위한 공정으로 전환되는 경우, 압력 변경점의 경계에 있는 압력을 운전자가 설정하였을 경우 최종 압력이 헌팅(hunting)하는 경우가 발생할 수 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 질소를 공급하기 위한 공정과 에어를 공급하기 위한 공정이 전환되는 과정에서, 공정의 전환이 빠르게 진행되며 헌팅 현상이 발생하지 않도록 하는 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 에어나이프에 연결되는 공기공급관과, 상기 공기공급관에 연결되어 블로워 룸안의 공기를 상기 공기공급관에 공급하는 블로워를 포함하여 에어나이프에 공기를 공급하는 공기공급부와, 상기 에어나이프에 질소를 공급하는 질소공급부를 포함하는 에어나이프의 압력 제어장치로서, 입구가 상기 질소공급부에 연결되고 출구가 상기 블로워 룸 내부에 연결되는 질소공급관 및 상기 블로워 룸 내부에 유입된 질소를 상기 공기공급관을 통하여 상기 에어나이프에 공급하도록 상기 블로워를 제어하는 제어부를 포함하는 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 질소공급관에 형성되어 상기 블로워 룸 내부로 공급되는 질소의 유동을 단속하는 제1 제어밸브를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 질소공급관에 형성되어 상기 블로워 룸 내부로 공급되는 질소의 유량을 조절하는 제2 제어밸브를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 블로워 룸의 측벽에 형성된 필터를 선택적으로 차폐하는 차폐부를 더 포함하고 상기 제어부는 상기 차폐부의 작동을 제어할 수 있다.

바람직하게는, 상기 에어나이프에 공기를 공급하는 공정에서 상기 에어나이프에 질소를 공급하는 공정으로 전환하는 경우, 상기 제어부는 상기 필터를 차단시키도록 상기 차폐부를 제어하고, 상기 블로워 룸 내부로 질소가 유입되도록 상기 제1 제어밸브 및 상기 제2 제어밸브를 제어할 수 있다.

바람직하게는, 상기 질소공급관의 출구에는 필터가 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 블로워 룸에는 산소 센서가 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제어부는 상기 질소공급부의 모터를 가변전압주파수제어(VVVF: Variable Voltage Variable Frequency) 방식으로 제어할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 에어나이프에 연결되는 공기공급관과, 상기 공기공급관에 연결되어 블로워 룸안의 공기를 상기 공기공급관에 공급하는 블로워를 포함하여 에어나이프에 공기를 공급하는 공기공급부와, 입구가 질소공급부에 연결되고 출구가 상기 블로워 룸 내부에 연결되는 질소공급관을 포함하는 에어나이프의 압력 제어장치의 제어방법으로서, 에어나이프에 산소를 공급하는 공정에서 상기 에어나이프에 질소를 공급하는 공정으로 전환하는 경우, 상기 질소공급관을 통해 상기 블로워 룸 내부로 질소를 유입시키고 유입된 질소를 상기 블로워를 사용하여 상기 공기공급관을 통해 상기 에어나이프에 공급하는 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 에어나이프에 질소를 공급하는 과정에서 블로워 룸안에 질소를 공급하고 공기공급관으로 에어나이프에 질소를 공급하도록 블로워의 모터를 제어함으로써, 압력 제어의 응답성을 향상시킬 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에어나이프에 질소를 공급하기 위하여 모터를 제어함으로써, 공정의 전환을 위한 제어밸브의 제어과정에서 발생하는 헌팅 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 질소의 압력을 제어하기 위한 배관 및 제어밸브를 제거할 수 있기 때문에 시스템을 단순화할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 에어나이프를 도시한 도면이다.
도 2는 에어나이프에 질소와 공기를 선택적으로 공급하는 공급라인을 도시한 도면,
도 3은 질소를 공급하는 공정에서 제어밸브를 조정한 결과를 도시한 표,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치를 도시한 도면,
도 5는 블로워 룸에 구비된 필터와 차폐부를 도시한 도면,
도 6은 에어나이프에 질소를 공급하는 과정을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

에어나이프의 압력 제어장치는 용융아연도금강판(GI)을 생산 할 때는 질소를 분사하고, 용융합금화아연도금강판(GA)을 생산할 때에는 공기를 분사하도록 에어나이프를 제어한다.

도 2는 에어나이프에 질소와 공기를 선택적으로 공급하는 공급라인을 도시한 도면이다. 도 2에서 도시한 바와 같이, 통상적으로 에어나이프의 압력 제어장치는 질소를 공급하는 공급라인(A)과 공기를 공급하는 공급라인(B)이 구분되었다. 공기를 공급하는 공급라인(B)은 블로워(12)에 연결되기 때문에 에어나이프(3,4)에 공급되는 공기의 압력 제어는 가변전압주파수제어(VVVF: Variable Voltage Variable Frequency) 방식으로 블로워(12)의 모터를 제어하여 구현되었다. 반면에 질소를 공급하는 공급라인(A)에는 제어밸브(21,22,23)들이 설치되며, 에어나이프(3,4)에 공급되는 질소의 압력 제어는 제어밸브(21,22,23)의 기계적인 작동을 제어하여 구현되었다. 그 결과, 공기를 공급하는 공정에서 질소를 공급하는 공정으로 전환할 때, 기계적인 작동을 하는 제어밸브(21,22,23)들은 제어 응답시간이 느리고 외란에 취약하여 PID 튜닝이 매우 어려운 문제점이 있었다. 도 3은 질소를 공급하는 공정에서 제어밸브를 조정한 결과를 도시한 표이다. 또한, 도 3의 C에서 도시한 바와 같이, 질소를 공급하는 공정에서 1차 압력 변경점(Take Over Point)의 경계에 있는 압력을 작업자가 셋팅하였을 경우, 최종 압력이 헌팅(Hunting)하는 문제점이 있었다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치 및 그 제어방법은 이러한 문제를 근본적으로 해결하고자 블로워의 모터 제어를 통해 에어나이프에 질소를 공급하기 위한 안출된 장치 및 방법이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치를 도시한 도면이다. 이러한, 도 4는 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예예 따른 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치(100)는 질소공급관(110)과, 제어부(120)를 포함한다.

먼저, 질소공급관(110)은 블로워 룸(5)에 질소를 공급하는 역할을 한다. 질소공급관(110)은 입구가 질소공급부(110)에 연결되고 출구가 블로워 룸(5) 내부에 연결된다. 질소공급관(110)의 출구에는 필터(111)가 설치될 수 있다.

제어부(120)는 질소공급관(110)을 통해 블로워 룸(5) 내부에 공급된 질소를 공기공급관(11)을 통하여 에어나이프(3,4)에 공급하도록 블로워(12)의 모터를 제어하는 역할을 한다. 여기서, 에어나이프(3,4)에 공기를 공급하는 공기공급부(10)는 공기공급관(11)과 블로워(12)와 리시버탱크(13)를 포함할 수 있다. 블로워(12)는 공기공급관(11)에 연결된다. 그리고 공기공급관(11)은 분기되어 리시버탱크(13)를 거쳐 에어나이프(3,4)에 연결된다.

한편, 질소공급관(110)에는 제1 제어밸브(130) 및 제2 제어밸브(140)가 설치될 수 있다. 제1 제어밸브(130)는 블로워 룸(5) 내부로 공급되는 질소의 유동을 단속한다. 제2 제어밸브(140)는 블로워 룸(5) 내부로 공급되는 질소의 유량을 조절한다. 이러한 제1 제어밸브(130) 및 제2 제어밸브(140)는 제어부(120)에 연결된다.

도 5는 블로워룸에 구비된 필터와 차폐부를 도시한 도면이다.

도 5에서 도시한 바와 같이, 블로워 룸(5)의 측벽에는 필터(6)가 설치될 수 있다. 구체적으로, 필터(6)는 블로워 룸(5)의 내부와 외부를 연결하는 윈도우에 각각 설치되어 블로워 룸(5) 내부로 유입되는 공기의 이물질을 걸러내는 역할을 한다.

차폐부(150)는 필터(6)를 선택적으로 차폐하거나 개방시키는 역할을 한다. 차폐부(150)는 제어부(120)에 연결되어 제어될 수 있다. 구체적으로, 에어나이프(3,4)에 질소를 공급하는 공정 즉, 블로워 룸(5) 내부에 질소를 주입하고 주입된 질소를 블로워(12) 및 공기공급관(11)을 통해 에어나이프(3,4)에 공급하는 경우, 제어부(120)는 블로워 룸(5) 내부와 외부가 격리되도록 차폐부(150)를 통해 필터(6)들을 차폐할 수 있다.

반면에, 에어나이프(3,4)에 공기를 공급하는 공정 즉, 블로워 룸(5) 내부의 공기를 블로워(12) 및 공기공급관(11)을 통해 에어나이프(3,4)에 공급하는 경우, 제어부(120)는 블로워 룸(5) 내부와 외부가 연통되도록 차폐부(150)를 통해 필터(6)들을 개방시킬 수 있다.

한편, 블로워 룸(5)에는 산소 센서(160)가 구비되어 블로워 룸(5)에 포함된 질소의 농도를 측정할 수 있다.

도 6은 에어나이프에 질소를 공급하는 과정을 도시한 도면이다.

에어나이프(3,4)에 공기를 공급하는 공정에서, 에어나이프(3,4)에 질소를 공급하는 공정으로 전환하는 경우, 제어부(120)는 차폐부(150)를 제어하여 필터(6)를 차폐시킨다. 이후, 제1 제어밸브(130) 및 제2 제어밸브(140)를 제어하여 블로워 룸(5) 내부에 질소를 공급한다. 다음으로, 산소 센서(160)를 통해 측정된 질소의 농도가 기준치 이상이 되면, 공기공급관(11)을 통해 에어나이프(3,4)에 질소를 공급하도록 블로워(12)의 모터를 제어한다.

에어나이프(3,4)에 질소를 공급하는 공정에서, 에어나이프(3,4)에 공기를 공급하는 공정으로 전환하는 경우, 제어부(120)는 제1 제어밸브(130)를 제어하여 블로워 룸(5) 내부에 질소가 주입되는 것을 차단하고 차폐부(150)를 제어하여 필터(6)를 개방시킨다. 이후, 산소 센서(160)를 통해 질소의 농도가 기준치 미만이면 공기공급관(11)을 통해 에어나이프(3,4)에 공기를 공급하도록 블로워(12)의 모터를 제어한다.

이렇게 블로워(12)의 모터를 제어하여 에어나이프(3,4)에 공급되는 질소의 압력을 제어하기 때문에 압력 제어의 응답성을 향상시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치 및 그 제어방법 에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

3,4: 에어나이프
10: 공기공급부
11: 공기공급관
12: 블로워
20: 질소공급부
110: 질소공급관
120: 제어부

Claims (9)

1. 에어나이프에 연결되는 공기공급관과, 상기 공기공급관에 연결되어 블로워 룸안의 공기를 상기 공기공급관에 공급하는 블로워를 포함하여 에어나이프에 공기를 공급하는 공기공급부와, 상기 에어나이프에 질소를 공급하는 질소공급부를 포함하는 에어나이프의 압력 제어장치로서,
   입구가 상기 질소공급부에 연결되고 출구가 상기 블로워 룸 내부에 연결되는 질소공급관;및 상기 블로워 룸 내부에 유입된 질소를 상기 공기공급관을 통하여 상기 에어나이프에 공급하도록 상기 블로워를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 질소공급관에 형성되어 상기 블로워 룸 내부로 공급되는 질소의 유동을 단속하는 제1 제어밸브와, 상기 질소공급관에 형성되어 상기 블로워 룸 내부로 공급되는 질소의 유량을 조절하는 제2 제어밸브를 더 포함하고,
   상기 블로워 룸의 측벽에 형성된 필터를 선택적으로 차폐하는 차폐부를 더 포함하고 상기 제어부는 상기 차폐부의 작동을 제어하며, 상기 블로워 룸에는 산소 센서가 형성되고,
   상기 에어나이프에 공기를 공급하는 공정에서 상기 에어나이프에 질소를 공급하는 공정으로 전환하는 경우, 상기 제어부는 상기 필터를 차단시키도록 상기 차폐부를 제어하고 상기 블로워 룸 내부로 질소가 유입되도록 상기 제1 제어밸브 및 상기 제2 제어밸브를 제어하고 상기 산소센서에서 측정된 상기 블로워 룸 내부의 질소 농도가 기준치 이상이 되면 상기 공기공급관을 통해 상기 에어나이프에 질소를 공급하도록 상기 블러워를 제어하고,
   상기 에어나이프에 질소를 공급하는 공정에서 상기 에어나이프에 에어를 공급하는 공정으로 전환하는 경우, 상기 제어부는 상기 블로워 룸 내부와 외부가 연통되도록 상기 차폐부를 통해 상기 필터를 개방시키며, 상기 산소센서에서 측정된 상기 블로워 룸 내부의 질소 농도가 기준치 미만이 되면 상기 공기공급관을 통해 상기 에어나이프에 공기를 공급하도록 상기 블러워를 제어하는 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 질소공급관의 출구에는 필터가 형성되는 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치.
7. 삭제
8. 제1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 질소공급부의 모터를 가변전압주파수제어(VVVF: Variable Voltage Variable Frequency) 방식으로 제어하는 도금공정에서 에어나이프의 압력 제어장치.
9. 삭제

Images