KR101778456B1 - 도금 장치 - Google Patents

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김기원
송용섭
한인석
송길호
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 도금 강판의 진행 방향을 전환하는 회전부를 비접촉식으로 지지하는 도금 장치에 관한 것으로서, 상기 도금 장치는 도금욕조와, 상기 도금욕조의 내부에 배치되어 도금 강판의 진행 방향을 전환하며 슬리브 형태로 마련된 회전부, 그리고 상기 회전부의 중심을 관통하여 배치되고 내부에 공급되는 가스를 상기 회전부의 반경 방향으로 분사하여 상기 회전부와 비접촉하여 상기 회전부를 회전되게 지지하는 지지수단을 포함한다. 이러한 구성으로, 회전부를 비접촉식으로 회전되게 지지할 수 있어 회전축의 마모, 베어링 교체, 마찰에 의한 열 발생과 같은 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

도금 장치{APPARATUS FOR PLATING}
본 발명은 도금 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도금 강판의 진행 방향을 전환하는 회전부를 비접촉식으로 지지하는 도금 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 도금 장치를 개략적으로 도시해 보인 정면 단면도이다.
도 1을 참조하면, 냉간 압연된 코일의 강판이 페이오프 릴(미도시)과 용접기(미도시)를 통하여 연속 통판되면서 가열로(미도시)에서 열처리되고, 가열된 강판(10)은 도금에 적당한 온도로 유지되는 상태에서 도금욕조(20)에 충진된 도금욕(21)에 인입된다.
이때, 가열로와 도금욕조(20) 사이에는 스나우트(30)가 연계되며, 도금욕조(20) 내부에는 강판의 방향을 전환하는 싱크롤(40), 콜렉팅롤(50) 및 스테빌라이징롤(60)이 배치되고, 강판(10)은 스나우트(30)에서 도금욕(21)으로 들어간 후 싱크롤(40), 콜렉팅롤(50), 스테빌라이징롤(60)을 순차적으로 통과한다. 그 후 도금욕(21)을 빠져나와 가스 와이핑 수단(70)을 통과하면서 도금량이 조절된다.
여기서, 상기 싱크롤(40)은 도금 공정에서 고온의 도금욕(21)에 침전된 상태로 배치되어 고속 회전하여 강판(10)의 이송 방향을 수직 전환시키며, 강판(10) 진동을 억제하기 위해 부가되는 장력을 지지하기 위한 주요 설비이다.
이러한 싱크롤(40)은 고온 상태의 도금 포트 내 침전된 상태로 고속 회전 운전 되기 때문에 장기간 사용시 고온으로 부식되거나 기계적인 마찰 마모로 인하여 싱크롤(40)의 회전축(41)을 지지하는 기계식 볼베어링(미도시)을 주기적으로 교체해 주어야 하는 문제가 있다. 이에 따라, 설비를 유지 관리하기 어렵고 많은 비용이 소요되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 회전부를 비접촉식으로 회전되게 지지할 수 있어, 회전축의 마모, 베어링 교체, 마찰에 의한 열 발생과 같은 문제가 발생하는 것을 방지하는 도금 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도금 장치는, 도금욕조; 상기 도금욕조의 내부에 배치되어 도금 강판의 진행 방향을 전환하며, 슬리브 형태로 마련된 회전부; 및 상기 회전부의 중심을 관통하여 배치되고, 내부에 공급되는 가스를 상기 회전부의 반경 방향으로 분사하여 상기 회전부와 비접촉하여 상기 회전부를 회전되게 지지하는 지지수단;을 포함하되, 상기 지지수단은, 상기 회전부의 중심에 삽입 배치되고, 원주 방향으로 형성된 복수의 가스 분사홀을 통하여 가스를 상기 회전부 측으로 분사하여 상기 회전부를 부양시켜 상기 회전부와 일정 갭을 가지도록 구비된 회전 지지부를 포함할 수 있다.
상기 지지수단은, 상기 회전 지지부에 가스를 공급하도록 외부 가스공급라인과 상기 회전 지지부 간을 연결하는 가스 공급관을 포함할 수 있다.
상기 도금욕조의 외부에 배치되고, 도금 강판의 사행을 방지하는 사행 방지수단;을 더 포함할 수도 있다.
보다 구체적으로, 상기 사행 방지수단은, 도금 강판 폭방향의 적어도 일측에 배치되는 회전롤; 및 상기 회전롤을 도금 강판 측으로 이동시키는 액츄에이터;를 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 회전부와 상기 지지수단 사이에서 분사되는 가스에 의하여 발생하는 유동을 탕면으로 유도하도록 상기 회전부의 길이방향 양측에 배치되는 가이드부;를 더 포함할 수도 있다.
상기 회전 지지부의 길이방향 양측단에 배치되어 상기 회전부의 사행을 방지하고, 상기 회전부와 상기 지지수단 사이에서 분사되는 가스를 탕면 상부로 유도하여 배출하는 가스 포집수단;을 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 가스 포집수단은, ㄴ자 형태의 관으로 마련되고, 일측단이 상기 회전 지지부를 감싸도록 배치되어 일정 갭을 가지고 상기 회전부의 길이방향 이동을 제한하면서 상기 회전부와 상기 지지수단 사이에서 분사되는 가스가 유입되고, 타측단은 탕면 상부로 돌출되게 배치될 수 있다.
본 발명에 의한 도금 장치에 따르면, 회전부를 비접촉식으로 회전되게 지지할 수 있어 회전축의 마모, 베어링 교체, 마찰에 의한 열 발생과 같은 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 도금 장치를 개략적으로 도시해 보인 정면 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 도금 장치를 개략적으로 도시해 보인 정면 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 도금 장치를 개략적으로 도시해 보인 평면 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 도금 장치를 개략적으로 도시해 보인 정면 단면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 도금 장치를 개략적으로 도시해 보인 평면 단면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 도금 장치를 개략적으로 도시해 보인 정면 단면도이다.
본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 도금 장치에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 도금 장치를 개략적으로 도시해 보인 정면 단면도 및 평면 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 도금 장치(100)는 도금욕조(20)와, 상기 도금욕조(20)의 내부에 배치되어 도금 강판(10)의 진행 방향을 전환하며 슬리브 형태로 마련된 회전부(110), 그리고 상기 회전부(110)의 중심을 관통하여 배치되고 내부에 공급되는 가스를 상기 회전부(110)의 반경 방향으로 분사하여 상기 회전부(110)와 비접촉하여 상기 회전부(110)를 회전되게 지지하는 지지수단(120)을 포함한다. 여기서, 가스는 도금욕조(20)에 저장된 도금욕(21)과 반응하는 것을 방지하기 위하여 불활성가스로 마련되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 도금 장치(100)는 종래의 도금 장치와 동일하게 가열로와 도금욕조(20) 사이에 스나우트(30)가 연계하여 배치될 수 있고, 도금욕조(20) 내부에 콜렉팅롤(50) 및 스테빌라이징롤(60)가 더 배치될 수 있으며, 도금욕(21)을 빠져나온 도금 강판(10)의 도금량을 조절하도록 도금욕조(20)의 외부에 가스 와이핑 수단(70)을 더 구비할 수도 있다.
상기 도금욕조(20)는 도금을 위한 금속 용액 즉, 도금욕(21)이 저장된다.
상기 회전부(110)는 중심이 관통된 원통형의 슬리브(sleeve) 형태로 마련된다. 이러한 회전부(110)는 상기 도금욕조(20)의 내부에 배치되고, 도금 강판(10)의 진행 방향을 전환한다. 그리고, 상기 도금 강판(10)이 상기 회전부(110)를 감싸면서 진행하여 상기 도금 강판(10)과 상기 회전부(110) 간의 마찰력에 의하여 상기 회전부(110)는 회전하도록 마련된다.
상기 지지수단(120)은 상기 회전부(110)의 중심을 관통하여 배치되고, 내부에 공급되는 가스를 상기 회전부(110)의 반경 방향으로 분사하여 상기 회전부(110)와 비접촉하여 상기 회전부(110)를 회전하도록 지지하게 된다. 즉, 상기 지지수단(120)과 상기 회전부(110) 사이에 가스가 채워지게 되고, 채워진 가스가 에어 베어링 역할을 하게 되어 상기 지지수단(120)은 상기 회전부(110)와 접촉하지 않은 상태로 지지하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 지지수단(120)은 상기 회전부(110)의 중심에 삽입 배치되고 원주 방향으로 형성된 복수의 가스 분사홀(121a)을 통하여 가스를 상기 회전부(110) 측으로 분사하여 상기 회전부(110)를 부양시켜 상기 회전부(110)와 일정 갭을 가지도록 구비된 회전 지지부(121)와, 상기 회전 지지부(121)에 가스를 공급하도록 외부 가스공급라인(미도시)과 상기 회전 지지부(121) 간을 연결하는 가스 공급관(122)을 포함한다.
상기 회전 지지부(121)는 상기 회전부(110)의 내측면 직경보다 작게 형성되고, 원주 방향으로 형성된 복수의 가스 분사홀(121a)을 통하여 가스가 분사되면 상기 회전부(110)와 상기 회전 지지부(121) 사이에 가스층이 형성된다. 이때, 상기 회전 지지부(121)의 둘레를 따라 동일하게 가스가 분사되어 가스층에 의하여 상기 회전부(110)는 상기 회전 지지부(121)와 일정 갭을 가지면서 위치하게 된다.
따라서, 상기 회전부(110)는 기계적 체결 없이 회전하도록 지지되므로, 고속으로 회전하여도 열 발생이 없고, 기계적 마모도 없으므로, 도금 공정을 고속으로 진행할 수 있고 회전부를 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 도금 장치를 개략적으로 도시해 보인 정면 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 도금 장치(200)는 본 발명의 실시예에 의한 도금 장치(100)에서 사행 방지수단(210)과 가이드부(220)를 더 포함한다.
상기 사행 방지수단(210)은 상기 도금욕조(20)의 외부에 배치되고, 도금 강판(10)의 사행(蛇行)을 방지하는 구성이다.
상기 회전부(110)와 상기 회전 지지부(121) 사이에 가스층이 형성되고 도금 강판(10)의 진행에 의하여 상기 회전부(110)가 회전하는 경우, 상기 회전부(110)의 양측을 지지하는 구성이 없어 상기 회전부(110)가 도 4를 기준으로 좌측 또는 우측으로 이동하여 도금 강판(10)의 사행을 유발할 수 있다. 따라서, 상기 사행 방지수단(210)은 도금 강판(10)의 양측에 배치되어 도금 강판(10)의 사행을 방지하여 상기 회전부(110)가 좌측 또는 우측으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 사행 방지수단(210)은 도금 강판(10) 폭방향의 적어도 일측에 배치되는 회전롤(211)과, 상기 회전롤(211)을 도금 강판(10) 측으로 이동시키는 액츄에이터(212)를 포함한다. 이러한 구성으로, 액츄에이터(212)를 동작시켜 도금 강판(10)의 폭에 대응하여 상기 회전롤(211)의 위치를 가변하고, 도금 강판(10)의 양측 모서리를 회전롤(211)이 회전하면서 지지하여 사행을 방지할 수 있다.
상기 가이드부(220)는 상기 회전부(110)와 상기 지지수단(120)의 회전 지지부(121) 사이에서 분사되는 가스에 의하여 발생하는 유동을 탕면 상부로 유도하도록 상기 회전부(110)의 길이방향 양측에 배치된다. 이러한, 상기 가이드부(220)는 한쌍의 ㄴ자 형태의 플레이트가 상하로 배치되어 도금욕(21)의 유동을 가이드 하도록 마련될 수 있다.
즉, 상기 회전부(110)와 상기 회전 지지부(121) 사이에 가스층을 형성하기 위하여 상기 회전 지지부(121)의 가스 분사홀(121a)을 통하여 지속적으로 가스가 공급되고, 상기 회전부(110)와 상기 회전 지지부(121) 사이를 통하여 도금욕(21)으로 분사되어 도금욕(21)의 유동을 발생시킨다. 이렇게 발생한 유동은 도금 강판(10)에 외력으로 작용하여 도금 강판(10)의 사행을 유발할 수 있다.
따라서, 상기 회전부(110)의 길이방향 양측에 가이드부(220)를 배치하여 분사되는 가스에 의하여 발생하는 도금욕(21)의 유동을 탕면으로 유도하여 도금 강판(10)에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 도금 장치를 개략적으로 도시해 보인 평면 단면도 및 정면 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 도금 장치(300)는 본 발명의 실시예에 의한 도금 장치(100)에서 가스 포집수단(310)을 더 포함한다.
상기 가스 포집수단(310)은 상기 회전 지지부(121)의 길이방향 양측단에 배치되어 상기 회전부(110)의 사행을 방지하고, 상기 회전부(110)와 상기 지지수단(120) 사이에서 분사되는 가스를 탕면 상부로 유도하여 배출하도록 구성된다.
보다 구체적으로, 상기 가스 포집수단(310)은 ㄴ자 형태의 관으로 마련되고, 일측단(311)이 상기 회전 지지부(121)를 감싸도록 배치되어 일정 갭을 가지고 상기 회전부(110)의 길이방향 이동을 제한하면서 상기 회전부(110)와 상기 지지수단(120) 사이에서 분사되는 가스가 유입되고, 타측단(312)은 탕면 상부로 돌출되게 배치되어 상기 일측단(311)을 통하여 유입된 가스를 외부로 배출하게 마련된다.
즉, 상기 가스 포집수단(310)의 일측단(311)은 상기 회전 지지부(121)의 양측단에 배치되어 상기 회전 지지부(121)와 일정 갭을 가지도록 배치되어 상기 회전 지지부(121)와 회전부(110) 사이에서 분사되는 가스가 유입되도록 마련된다. 상기 가스 포집수단(310)의 일측단(311)으로 유입된 가스는 탕면 상부로 돌출된 타측단(312)을 통하여 외부로 배출된다.
그리고, 상기 가스 포집수단(310)의 일측단(311)은 상기 회전부(110)가 회전할 수 있도록 상기 회전부(110)와 일정 갭을 가지도록 배치되되, 상기 회전부(110)가 좌우로 사행되는 것을 방지하도록 마련된다.
따라서, 상기 회전 지지부(121)와 회전부(110) 사이에서 분사되는 가스가 상기 가스 포집수단(310)으로 유입되어 분사되는 가스에 의하여 발생할 수 있는 도금욕(21)의 유동을 억제할 수 있고, 회전부(110)의 사행을 방지하여 도금 품질을 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 회전부(110)와 상기 가스 포집수단(310)의 일측단(311)이 일정 갭을 가지고 있으므로, 상기 가스 포집수단(310)의 내부로 도금욕(21)이 침투될 수 있다. 상기 가스 포집수단(310)에 도금욕(21)이 저장되어 있는 경우에도 상기 회전 지지부(121)와 회전부(110) 사이에서 분사되는 가스가 일측단(311)을 통하여 유입되고 타측단(312)을 통하여 외부로 배출된다. 이때, 유입되는 가스에 의하여 도금욕(21)의 유동은 상기 가스 포집수단(310) 내부에서 발생하므로 도금 강판(10)에 영향을 미치지 않는다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
10 : 도금 강판 20 : 도금욕조
21 : 도금욕 100, 200, 300 : 도금 장치
110 : 회전부 120 : 지지수단
121 : 회전 지지부 122 : 가스 공급관
210 : 사행 방지수단 211 : 회전롤
212 : 액츄에이터 220 : 가이드부
310 : 가스 포집수단

Claims (7)

  1. 도금욕조;
    상기 도금욕조의 내부에 배치되어 도금 강판의 진행 방향을 전환하며, 슬리브 형태로 마련된 회전부; 및
    상기 회전부의 중심을 관통하여 배치되고, 내부에 공급되는 가스를 상기 회전부의 반경 방향으로 분사하여 상기 회전부와 비접촉하여 상기 회전부를 회전되게 지지하는 지지수단;
    을 포함하되,
    상기 지지수단은, 상기 회전부의 중심에 삽입 배치되고, 원주 방향으로 형성된 복수의 가스 분사홀을 통하여 가스를 상기 회전부 측으로 분사하여 상기 회전부를 부양시켜 상기 회전부와 일정 갭을 가지도록 구비된 회전 지지부를 포함하는 도금 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지수단은, 상기 회전 지지부에 가스를 공급하도록 외부 가스공급라인과 상기 회전 지지부 간을 연결하는 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도금욕조의 외부에 배치되고, 도금 강판의 사행을 방지하는 사행 방지수단;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 사행 방지수단은,
    도금 강판 폭방향의 적어도 일측에 배치되는 회전롤; 및
    상기 회전롤을 도금 강판 측으로 이동시키는 액츄에이터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전부와 상기 지지수단 사이에서 분사되는 가스에 의하여 발생하는 유동을 탕면으로 유도하도록 상기 회전부의 길이방향 양측에 배치되는 가이드부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 회전 지지부의 길이방향 양측단에 배치되어 상기 회전부의 사행을 방지하고, 상기 회전부와 상기 지지수단 사이에서 분사되는 가스를 탕면 상부로 유도하여 배출하는 가스 포집수단;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스 포집수단은,
    ㄴ자 형태의 관으로 마련되고, 일측단이 상기 회전 지지부를 감싸도록 배치되어 일정 갭을 가지고 상기 회전부의 길이방향 이동을 제한하면서 상기 회전부와 상기 지지수단 사이에서 분사되는 가스가 유입되고, 타측단은 탕면 상부로 돌출되게 배치되는 것을 특징으로 하는 도금 장치.

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