KR101898175B1

KR101898175B1 - 산세 공정용 탱크

Info

Publication number: KR101898175B1
Application number: KR1020170054278A
Authority: KR
Inventors: 박석달
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2018-09-12

Abstract

산세 공정용 탱크가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 산세 공정용 탱크는 스트립이 통과하여 지나며, 세척용액이 채워지는 용액탱크와, 용액탱크 보다 낮은 위치에 배치되는 하부탱크와, 용액탱크 보다 높은 위치에 배치되는 상부탱크와, 용액탱크의 바닥과 하부탱크를 연결하며, 자유낙하 방식에 의해 용액탱크에서 하부탱크로 배출되는 세척용액의 흐름을 제어하는 제1 밸브가 설치된 제1 자유낙하 배관과, 용액탱크와 상부탱크를 연결하며, 자유낙하 방식에 의해 상부탱크에서 용액탱크로 배출되는 세척용액의 흐름을 제어하는 제2 밸브가 설치된 제2 자유낙하 배관 및 하부탱크와 상부탱크를 연결하며, 하부탱크의 세척용액을 상부탱크로 공급하는 회수배관을 포함한다.

Description

산세 공정용 탱크{TANK FOR PICKLING LINE}

본 발명은 산세 공정용 탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비상 시 스트립의 파단을 방지할 수 있는 산세 공정용 탱크에 관한 것이다.

일반적으로 스테인리스 제작과정은 주편을 열간 압연한 스트립을 소둔 산세한 후, 냉간 압연하고 다시 소둔 산세하여 원하는 광택을 가진 스테인리스를 얻는 과정이다.

여기서 소둔 산세 라인은 연속소둔라인으로서 냉각 압연된 소재코일을 공급받아 직접가열방식에 의한 소둔로에서 소둔 후 스트립의 표면에 디스케일링(Descaling)을 용이하게 하기 위한 솔트베스를 통과하여 산세라인을 통과하게 된다.

여기서 산세척이 이루어지는 산세라인은 침적식 탱크로 황산조, 질산전해조, 혼산조로 구성되어 있으며, 스트립의 표면세정 및 녹 제거 설비로 표면광택을 이루는데 필요한 설비이다.

이러한 스테인리스 스트립의 산세 과정은 혼산조의 내부에 혼산(불산과 질산의 혼합물)을 스프레이노즐을 통해 분사하여 일정량의 장력을 부여한 스트립을 통과하여 산세하는 과정이다.

이때 혼산은 불산, 질산 및 물을 혼합하여 희석한 후 작업조건에 따라 적절하게 농도를 조절하며, 순환펌프를 통하여 산세조로 공급되고 드레인 라인을 통해 순환탱크로 유입되는 싸이클을 형성한다.

한국공개특허 제2009-0015536호(2009.02.12 공개)

본 발명의 실시 예들은 비상 시 스트립의 파단을 방지할 수 있는 산세 공정용 탱크를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 스트립이 통과하여 지나며, 세척용액이 채워지는 용액탱크와, 상기 용액탱크 보다 낮은 위치에 배치되는 하부탱크와, 상기 용액탱크 보다 높은 위치에 배치되는 상부탱크와, 상기 용액탱크의 바닥과 상기 하부탱크를 연결하며, 자유낙하 방식에 의해 상기 용액탱크에서 상기 하부탱크로 배출되는 상기 세척용액의 흐름을 제어하는 제1 밸브가 설치된 제1 자유낙하 배관과, 상기 용액탱크와 상기 상부탱크를 연결하며, 자유낙하 방식에 의해 상기 상부탱크에서 상기 용액탱크로 배출되는 상기 세척용액의 흐름을 제어하는 제2 밸브가 설치된 제2 자유낙하 배관 및 상기 하부탱크와 상기 상부탱크를 연결하며, 상기 하부탱크의 세척용액을 상기 상부탱크로 공급하는 회수배관을 포함하는 산세 공정용 탱크가 제공될 수 있다.

또한 상기 상부탱크 내부는 오버플로우 홀을 갖는 격벽에 의해 구분되는 두 개의 챔버를 구비하고, 상기 두 개의 챔버에 각각 채워지는 세척용액은 상기 하부탱크에 채워지는 세척용액과 동일한 용량을 가질 수 있다.

또한 상기 두 개의 챔버 중 적어도 하나에는 세척용액의 수위를 감지하기 위한 수위 감지부가 구비될 수 있다.

또한 상기 수위 감지부는 상기 상부탱크 내에 위치된 케이싱 내에서 승강 이동할 수 있게 구비된 부유체와, 상기 부유체와 연결되며 상기 케이싱 외부로 돌출되며 상단에 감지부가 구비된 감지로드 및 상기 감지부의 위치를 감지하는 센서부를 포함한다.

또한 상기 상부탱크의 바닥은 상기 용액탱크에 채워진 상기 세척용액의 최고 수위보다 높게 위치될 수 있다.

또한 상기 회수배관은 상기 두 개의 챔버 중 어느 하나와 연결되고, 상기 두 개의 챔버 중 다른 하나는 공급배관을 통해 세척용액을 공급하는 용액공급탱크와 연결될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 비상 시 전원이 공급되지 않더라도 세척용액을 자유낙하 방식에 의하여 신속히 배출 또는 공급함에 의해 스트립 파단을 방지함과 아울러 설비 재 가동 시간을 단축할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 산세 공정용 탱크를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수위 감지부를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 정상 작동 시 탱크에 채워진 세척용액을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비상 상황 발생 시 세척용액 흐름을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비상 상황이 해제될 때 세척용액 흐름을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 하부탱크로부터 좌측 챔버로 세척용액이 공급되는 상태를 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 산세 공정용 탱크를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수위 감지부를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 산세 공정용 탱크(10)는 스트립(3)이 통과되면서 산화 스케일 등을 세척하는 세척용액(예로서, 질산, 불산, 황산, 염산, 인산 또는 이들의 혼합인 혼산용액 등)이 담기는 용액탱크(20)와, 용액탱크(20) 보다 높은 위치에 배치되는 상부탱크(30)와, 용액탱크(20) 보다 낮은 위치에 배치되는 하부탱크(50) 및 상부탱크(30)에 채워지는 세척용액을 공급하는 용액공급탱크(60)를 포함한다.

용액탱크(20)는 내부에 스트립(3)을 진행시키는 복수의 롤(21)이 설치되고, 내벽은 내산벽돌로 이루어져 세척용액이 담기며, 전후 양측에는 스트립(3)이 통과하는 입구와 출구가 설치된 구조로 되어 있다.

또 용액탱크(20)의 상부는 덮개에 의해 개폐 가능한 구조로 이루어질 수 있고, 작업 시 발생하는 흄(fume)의 배출을 위한 흄덕트(23)가 연결된다.

이러한 용액탱크(20)는 예기치 못한 사고(정전 등)로 인하여 생산라인이 정지하면 용액탱크(20) 내의 세척용액을 외부로 배출할 수 없게 되고, 세척용액에 침지된 스트립(3)은 세척용액에 녹게 되므로 스트립(3)의 파단을 유발하게 된다.

이에 하부탱크(50)는 비상 시 용액탱크(20) 내의 세척용액을 저장할 수 있도록 제1 자유낙하 배관(70)을 통해 용액탱크(20)와 서로 연결될 수 있다.

제1 자유낙하 배관(70)은 용액탱크(20)의 바닥과 하부탱크(50) 상측을 연결하며, 제1 자유낙하 배관(70) 상에는 유로를 개폐하기 위한 제1 밸브(71)가 설치된다.

제1 밸브(71)는 수동 조작에 의해 유로를 개폐하는 수동 밸브 형태이거나, 비상전력에 의해 유로를 개폐하는 전자식 밸브 형태로 이루어질 수 있다.

제1 자유낙하 배관(70)에 설치된 제1 밸브(71)를 개방시키면, 용액탱크(20) 내부의 세척용액은 자유낙하 방식에 의해 바로 하부탱크(50)로 배출되게 된다. 따라서, 하부탱크(50)는 평상 시 비워진 상태로 구비된다.

또한 하부탱크(50)에는 내부에 세척용액이 비워진 상태를 감지하기 위한 레벨게이지(51)가 설치될 수 있다.

상부탱크(30)는 비상 상황이 해제될 때 내부에 저장된 세척용액을 자유낙하 방식에 의해 용액탱크(20) 쪽으로 공급한다.

이에 상부탱크(30)의 바닥(31)은 용액탱크(20)에 채워지는 세척용액의 최고 수위보다 상대적으로 높게 위치될 수 있다.

상부탱크(30)의 내부는 격벽(32)에 의해 구획된 두 챔버(34,35)를 구비할 수 있고, 두 챔버(34,35)는 격벽(32) 상측에 형성된 오버플로우 홀(33)에 의해 서로 연통될 수 있다.

두 챔버(34,35)에 채워지는 세척용액은 각각 하부탱크(50)에 채워지는 세척용액과 동일한 용량을 가지도록 하여 필요 시 선택적으로 용액탱크(20) 쪽에 제공될 수 있다.

상부탱크(30)의 두 챔버(34,35)와 용액탱크(20)는 제2 자유낙하 배관(80)을 통해 서로 연결될 수 있다.

두 챔버(34,35)와 연결되는 제2 자유낙하 배관(80)의 단부는 분기된 형태로 이루어지고, 각 분기배관(81,82)에는 세척용액의 흐름을 제어하기 위한 제2 밸브(83,84)가 각각 설치될 수 있다.

제2 밸브(83,84)는 수동 조작에 의해 유로를 개폐하는 수동 밸브 형태이거나 또는 전자식 밸브 형태로 이루어질 수 있다.

이하에서는 편의 상 두 챔버(34,35)는 각각 좌측 챔버(34)와 우측 챔버(35)로 명한다.

좌측 챔버(34)의 상부에는 좌측 챔버(34)에 채워진 세척용액의 수위를 감지하기 위한 수위 감지부(40)가 구비될 수 있다.

수위 감지부(40)는 상부탱크(30)의 상측에 결합되되, 하부가 개방된 형태의 케이싱(41)과, 케이싱(41) 내에서 승강 이동할 수 있게 설치되는 부유체(42)와, 부유체(42)와 연결되며 케이싱(41) 외부로 돌출되며 상단에 감지부(44)가 구비된 감지로드(43) 및 감지부(44)의 위치를 감지하기 위한 센서부(45,46)를 포함한다.

센서부(45,46)는 감지부(44)와 인접한 위치에서 케이싱(41)의 상단에서 연장된 센서브래킷(47)에서 상하로 소정간격 이격된 한 쌍을 구비할 수 있다.

한 쌍의 센서부(45,46)는 좌측 챔버(34)에 채워지는 세척용액의 최고 수위를 감지하기 위한 상측 센서부(45)와 좌측 챔버(34)에 세척용액이 비워진 상태를 감지하기 위한 하측 센서부(46)로 구성될 수 있다.

감지부(44)와 센서부(45,46)는 각각 수동형(passive) 방식 또는 능동형(active) 방식으로 구현될 수 있다. 수동형 방식은 자신이 신호를 방출하지 않는 경우를 의미하고, 능동형 방식은 자신이 신호를 방출하는 경우를 의미한다. 따라서 감지부(44)에서 신호를 발생시켜 센서부(45,46)가 이를 감지할 수도 있고, 감지부(44)는 신호를 발생시키지 않고 센서부(45,46)에서 가시광선, 적외선, 초음파 등의 신호를 방출하여 감지부(44)에 반사되어 돌아오는 신호를 감지할 수도 있다. 예를 들어, 감지부(44)에서 RF(Radio Frequency) 신호나 적외선 신호 등의 무선 신호를 발생시키면 센서부(45,46)에서 이 신호를 감지할 수 있다. 다른 예로서, 감지부(44)에서 자기 신호를 발생시키면, 센서부(45,46)가 이 신호를 감지할 수 있다. 이를 위해, 감지부(44)는 자기장 발생장치(magnetic field generator) 또는 자성 물질로 구현될 수 있으며, 센서부(45,46)는 자기 센서(magnetic sensor)로 구현될 수 있다.

이와 달리, 수위 감지부(40)는 공지된 기계식 수위 감지 방법, 반도체 압력 센서를 이용하여 감지하는 방법 및 커패시턴스 측정 방법 등을 이용하여 좌측 챔버(34)에 채워진 세척용액의 수위를 감지할 수도 있다.

한편 좌측 챔버(34)와 하부탱크(50)는 회수배관(90)을 통해 서로 연결될 수 있다.

회수배관(90)에는 하부탱크(50)에 채워진 세척용액을 좌측 챔버(34)로 펌핑하기 위한 회수펌프(91)가 설치될 수 있다.

우측 챔버(35)는 공급배관(62)을 통해 세척용액이 저장되는 용액공급탱크(60)와 연결될 수 있다.

공급배관(62)에는 용액공급탱크(60)에 채워진 세척용액을 우측 챔버(35)로 펌핑하기 위한 공급펌프(63)가 설치될 수 있다.

공급펌프(63)는 자연소모로 인하여 상부탱크(30) 내의 세척용액 수위가 낮아지면 용액공급탱크(60)에 저장된 세척용액을 우측 챔버(35)로 공급하여 보충할 수 있다.

한편 산세 공정용 탱크(10)의 유체 흐름은 제어부에 의해 제어될 수 있다.

이 경우, 수위 감지부(40), 제1 밸브(71), 제2 밸브(83,84), 회수펌프(91) 및 공급펌프(63)는 제어부와 전기적으로 연결될 수 있고, 정전 또는 지진 등 비상 상황 시 제어부는 최소한의 비상전력에 의해 이들의 작동을 제어할 수 있다.

이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 산세 공정용 탱크의 세척용액 흐름을 설명한다.

먼저 도 3과 같이, 정상적인 산세 공정 시에는 하부탱크(50)는 비워진 상태이고, 스트립(3)은 용액탱크(20)를 통과하면서 표면에 부착된 스케일이 세척되게 된다. 또한 상부탱크(30)의 챔버(34,35)에도 세척용액이 채워진 상태로 유지된다.

이후 정전 또는 지진 등 비상 상황이 발생하게 되면, 제어부는 비상 전력을 이용하여 제1 밸브(71)를 개방시킨다. 이때 제1 밸브(71)가 수동밸브로 이루어진 경우에는 작업자의 수동 조작에 의해 제1 밸브(71)를 개방시킬 수도 있다.

이에 따라, 도 4와 같이 용액탱크(20)에 채워진 세척용액은 제1 자유낙하 배관(70)을 통해 하부탱크(50)로 제공됨에 따라 용액탱크(20)에 채워진 세척용액은 비워지게 된다.

따라서 생산 라인이 정지되더라도 용액탱크(20)에 채워진 세척용액에 의해 스트립(3)이 녹아 파단되는 것을 방지할 수 있다.

이후 비상 상황이 해제되면, 제어부는 제2 밸브(83)를 개방하여 좌측 챔버(34)에 채워진 세척용액을 배출시킨다.

이에 따라 도 5와 같이 좌측 챔버(34)에 채워진 세척용액은 자유낙하 방식에 의해 제2 자유낙하 배관(80)을 따라 용액탱크(20)에 공급된다.

따라서 용액탱크(20)에 세척용액을 다시 채울 때 별도의 펌프를 이용하여 공급하는 경우 소요되는 시간 및 번거로움을 해소할 수 있고, 또한 펌프를 통해 용액탱크(20)에 세척용액을 공급하는 경우 정확한 수위를 체크하기 어려움에 따라 세척용액이 용액탱크(20)에서 넘치는 문제를 방지할 수 있게 된다.

좌측 챔버(34)에 채워진 세척용액이 비워지면, 수위 감지부(40)의 부유체(42)는 하방으로 이동되게 되고, 감지로드(43)의 상단에 구비된 감지부(44)는 하측 센서부(46)에 의해 감지되고, 하측 센서부(46)는 감지된 정보를 제어부로 전송한다.

제어부는 하측 센서부(46)로부터 감지 정보를 전송 받으면, 도 6과 같이 회수펌프(91)를 구동시켜 하부탱크(50)에 채워진 세척용액을 회수배관(90)을 통해 좌측 챔버(34)로 공급함에 의해 하부탱크(50)를 비운다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

3: 스트립, 10: 산세 공정용 탱크,
20: 용액탱크, 30: 상부탱크,
31: 바닥, 32: 격벽,
33: 오버플로우 홀, 34: 좌측 챔버,
35: 우측 챔버, 40: 수위 감지부,
41: 케이싱, 42: 부유체,
43: 감지로드, 44: 감지부,
45: 상측 센서부, 46: 하측 센서부,
50: 하부탱크, 60: 용액공급탱크,
62: 공급배관, 63: 공급펌프,
70: 제1 자유낙하 배관, 71: 제1 밸브,
80: 제2 자유낙하 배관, 83,84: 제2 밸브,
90: 회수배관, 91: 회수펌프.

Claims

스트립이 통과하여 지나며, 세척용액이 채워지는 용액탱크;
상기 용액탱크 보다 낮은 위치에 배치되며, 평상 시 비워진 상태로 구비되는 하부탱크;
상기 용액탱크 보다 높은 위치에 배치되며, 상기 세척용액이 채워지는 상부탱크;
상기 용액탱크의 바닥과 상기 하부탱크를 연결하며, 자유낙하 방식에 의해 상기 용액탱크에서 상기 하부탱크로 배출되는 상기 세척용액의 흐름을 제어하는 제1 밸브가 설치된 제1 자유낙하 배관;
상기 용액탱크와 상기 상부탱크를 연결하며, 자유낙하 방식에 의해 상기 상부탱크에서 상기 용액탱크로 배출되는 상기 세척용액의 흐름을 제어하는 제2 밸브가 설치된 제2 자유낙하 배관; 및
상기 하부탱크와 상기 상부탱크를 연결하며, 상기 하부탱크의 세척용액을 상기 상부탱크로 공급하는 회수배관;을 포함하는 산세 공정용 탱크.
제1항에 있어서,
상기 상부탱크 내부는 오버플로우 홀을 갖는 격벽에 의해 구분되는 두 개의 챔버를 구비하고, 상기 두 개의 챔버에 각각 채워지는 세척용액은 상기 하부탱크에 채워지는 세척용액과 동일한 용량을 갖는 산세 공정용 탱크.
제2항에 있어서,
상기 두 개의 챔버 중 적어도 하나에는 세척용액의 수위를 감지하기 위한 수위 감지부가 구비되는 산세 공정용 탱크.
제3항에 있어서,
상기 수위 감지부는 상기 상부탱크 내에 위치된 케이싱 내에서 승강 이동할 수 있게 구비된 부유체와, 상기 부유체와 연결되며 상기 케이싱 외부로 돌출되며 상단에 감지부가 구비된 감지로드 및 상기 감지부의 위치를 감지하는 센서부를 포함하는 산세 공정용 탱크.
제1항에 있어서,
상기 상부탱크의 바닥은 상기 용액탱크에 채워진 상기 세척용액의 최고 수위보다 높게 위치되는 산세 공정용 탱크.
제2항에 있어서,
상기 회수배관은 상기 두 개의 챔버 중 어느 하나와 연결되고, 상기 두 개의 챔버 중 다른 하나는 공급배관을 통해 세척용액을 공급하는 용액공급탱크와 연결되는 산세 공정용 탱크.