KR102080580B1 - Galvanized Steel-Sheet Without Spangle, Manufacturing Method Thereof and Device Used Therefor - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a surface cooling system for spangle creation minimization (mini-spangle creation) of a galvanized steel sheet and a control method thereof. The surface cooling system is arranged on an outlet side of a plating bath in a production line of a galvanized steel sheet to perform rapid (instantaneous) cooling by spraying a single fluid of mist or two fluids of air and mist (and high-pressure air) to a galvanized layer before solidification, which is in the state where molten zinc maintains a liquid form before spangles appear, to markedly suppress creation of spangles on the surface of the galvanized steel sheet to thereby improve the quality of the steel sheet and greatly improve paintability in a subsequent product manufacturing process. Also, the present invention measures the temperature of a galvanized steel sheet being transported in an up-flow manner for each set section and variably sprays a single fluid of mist or two fluids of air and mist (and high-pressure air) when deviations above and below a set temperature (reference temperature) occur, thereby facilitating organic (active) cooling control and securing stable product productivity.

Description

용융아연도금 강판의 스팡글 생성 최소화(미니 스팡글화)를 위한 표면 냉각시스템 및 상기 냉각시스템의 제어방법{Galvanized Steel-Sheet Without Spangle, Manufacturing Method Thereof and Device Used Therefor}Galvanized Steel-Sheet Without Spangle, Manufacturing Method Thereof and Device Used Therefor} for Minimizing Spangle Generation of Minimized Zinc Plated Steel Sheet

본 발명은 비대전(고전압 인가방식이 아님) 초미세 미스트 분무식(Atomizer: 스프레이) 구조의 냉각시스템에 관한 것으로, 용융아연도금 강판의 생산라인 중 도금조 배출구측에 구비되어 스팡글이 나타나기 전인 응고 전 용융아연 도금층(아연 용융액이 액상 형태를 유지하고 있는 상태)에 일류체의 미스트나 이류체의 에어+미스트를 분사하여 급속(순간)냉각을 설비 운전 중 실시하도록 하는 바, 이는 용융아연도금 강판 표면에 대하여 스팡글이 발생하는 것을 현저하게 억제함으로서, 강판 자체의 품질이 개선되도록 함은 물론 후속 제품화 공정시 도장성이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 하는 용융아연도금 강판의 스팡글 생성 최소화(미니 스팡글화)를 위한 표면 냉각시스템 및 상기 냉각시스템의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling system of a non-charged (not high voltage applied) ultra-fine mist spray (Atomizer) structure, which is provided on the outlet side of a plating bath in a production line of a hot-dip galvanized steel sheet before spangles appear. Before the solidification, the molten zinc plating layer (the state in which the zinc molten liquid maintains the liquid form) is sprayed with a hydraulic mist or an air + mist of aerosol to perform rapid (instantaneous) cooling during the operation of the facility. By significantly suppressing the generation of spangles on the surface of the steel sheet, it is possible to improve the quality of the steel sheet itself, as well as to greatly improve the paintability during the subsequent production process. Surface cooling system for mini-spangling) and a control method of the cooling system.

이에, 본 발명은 상향류 방식으로 이송 중인 용융아연도금 강판의 온도를 설정 구간마다 측정하여 설정온도(기준온도)에 대비 이상, 이하 편차가 발생되면 일류체의 미스트나 이류체의 에어+미스트(및 고압에어)를 가변 분사할 수 있도록 하는 바, 이는 유기적(능동적)인 냉각 제어가 가능하여 균일하고 안정적인 제품 생산성이 확보되는 것을 특징으로 한다.Therefore, the present invention measures the temperature of the hot-dip galvanized steel sheet being transported in an upflow manner for each set section, and if more than or less than the set temperature (reference temperature) occurs, the mist of the hydraulic body or the air + mist of the air body ( And high pressure air), which is characterized in that organic (active) cooling control is possible to ensure uniform and stable product productivity.

일반적으로 순수 용융아연도금 강판 제작시에는 도금 중 아연이 가지고 있는 정육방형 조직구조가 강판 표면에 눈꽃 모양으로 나타나는데 그 무늬를 스팡글(Spangle) 이라고 한다. In general, when manufacturing a pure hot-dip galvanized steel sheet, the hexagonal tissue structure of zinc during plating appears as a snowflake on the surface of the steel sheet. The pattern is called a spangle.

이러한 형태의 스팡글 무늬는 크고 넓게 형성되거나 두드러지게 나타나면 강판 표면 위에 도장 또는 표면 처리시 해당 무늬(눈꽃 무늬)가 그대로 노출되어 후속 처리시 스팡글이 그대로 보여져 표면처리나 도장성을 저하시키게 된다.If the spangle pattern of this type is formed large or wide or prominently, the corresponding pattern (snowflake) is exposed as it is during painting or surface treatment on the steel plate surface, so that the spangle is shown as it is during subsequent processing, thereby deteriorating surface treatment or paintability.

이에 최근에는 용융아연도금 강판이 자동차 및 가전 제품의 외부 판넬 등 고급 용도로 많이 사용됨에 따라 가능한 균일한 도금 조직과 미려한 표면 외관(스팡글 눈꽃무늬 크기가 최소화되도록 하는 노력)을 갖도록 하는 연구가 계속되고 있는 실정이다.Recently, as hot-dip galvanized steel is widely used for high-end applications such as exterior panels of automobiles and home appliances, research on making a uniform plating structure and beautiful surface appearance (an effort to minimize the size of spangle snowflake pattern) has been continued. It is becoming.

부연하건데, 용융아연도금 강판은 용융 상태의 아연욕에 강판을 침적시켜 아연을 균일하게 부착시킨 후 응고와 냉각을 거쳐 제조된다.More specifically, the hot-dip galvanized steel sheet is manufactured by solidifying and cooling zinc by depositing the steel sheet in a molten zinc bath and then solidifying and cooling.

이때, 응고 단계는 도금층 품질이 거의 결정되는 중요한 단계이고 이를 조절하기 위해서는 몇 가지 응고 방법이 제안되고 있다.At this time, the solidification step is an important step in which the quality of the plating layer is almost determined, and several methods of solidification have been proposed to control this.

이는 유체 분사노즐에 의해 물을 강판 표면에 분사하는 방법과 에어로 강제 냉각시키는 방법 2가지로 나뉜다.This is divided into two methods: spraying water onto the surface of the steel sheet by a fluid injection nozzle and forced cooling by air.

예컨데, 에어(공기)에 압력을 주어 냉각할 경우에는 높은 압력으로 인해 액상의 아연층에 굴곡면이 형성되고, 이러한 올록볼록한 형태는 아연층의 표면 평탄도를 저하시키게 된다.(무늬가 큰 스팡글 현상 발생-도장성 저하)For example, when cooling by applying pressure to air (air), a curved surface is formed in the liquid zinc layer due to the high pressure, and this convex shape reduces the surface flatness of the zinc layer. Pangling phenomenon-reduced paintability)

또한, 물을 분사하여 냉각하는 방식은 순수를 사용하기도 하지만 좀더 높은 냉각효과와 좋은 품질을 얻기 위해 높은 고전압을 인가하거나 특별한 화학적 수용액을 제조하여 분사하기도 한다.In addition, the method of cooling by spraying water may use pure water, but in order to obtain higher cooling effect and good quality, it may be sprayed by applying a high high voltage or preparing a special chemical aqueous solution.

이때, 분사되는 용액의 전도도를 상승(냉각효율을 높이기 위함)시키기 위해서는 분사되는 용액 내에 경금속을 극미량 첨가하기도 한다.In this case, in order to increase the conductivity of the sprayed solution (to increase cooling efficiency), a very small amount of light metal may be added to the sprayed solution.

그러나, 상기와 같이 분사되는 용액 내에 금속이온이 양이온 M2+ 로 존재할 경우 용액과 공기를 분사하는 분무노즐(Atomizer Nozzle)에 이물질(금속이온이 결정화 현상으로 인해 이물을 만듦)이 만들어져 노즐의 오리피스 홀을 막거나, 이물질의 결정화가 크게 만들어져 도금층과 충돌함으로서 불량을 야기하게 된다.However, when the metal ion is present as the cation M2 + in the sprayed solution as described above, foreign matter (metal ion is made due to crystallization phenomenon) is formed in the atomizer nozzle for spraying the solution and air to form the orifice hole of the nozzle. Or the crystallization of the foreign matter is made large and collides with the plating layer to cause a defect.

즉, 분사되는 용액 내에 이온화로 존재하는 금속이온은 양이온 M2+ 이고, 금속으로 제작되어 있는 노즐은 음극화 또는 영전위를 뛰기 때문에 양이온인 금속이온이 노즐에 결정화로 고착될 수 있기 때문이다.That is, since the metal ion present by ionization in the solution to be injected is cation M2 +, and the nozzle made of metal has a cathodic or zero potential, the cation metal ion can be fixed to the nozzle by crystallization.

다시 말해, 종래의 강판 표면 냉각 방식은 여러 형태로 실시되고 있기는 하나 스팡글(눈꽃무늬)의 미니화 또는 최소화를 실현하는데 만족스러운 기술로 구현되지 못하였고, 이에 업계에서는 용융아연도금 강판 표면에 나타나는 무늬를 억제하기 위해 많은 기업들이 앞다투어 기술을 개발하고 있는 실정이다.In other words, although the conventional method for cooling the surface of steel sheet has been implemented in various forms, it has not been implemented as a satisfactory technique for realizing minimization or minimization of spangles (snowflakes). Many companies are developing technologies to suppress the pattern that appears.

1. 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0076214호(2006.07.04.)1. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2006-0076214 (2006.07.04.)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 고전압을 인가하거나 분사용액 내에 미네랄(극미량의 금속, 경금속)을 첨가하던 종전 방식을 완전히 배제하도록 하되, 순수(초순수)와 고압에어(압축공기)가 나노 사이즈(Nano Size)의 파티클(Partical)로 분사되도록 하는 바, 이는 강판 표면에 대한 냉각 성능이 현저하게 개선되어 스팡글이 발생이 미니화 또는 최소화(억제)되도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, the technical gist of the conventional method to apply a high voltage or to add a mineral (a very small amount of metal, light metal) in the injection solution to completely exclude, pure water (ultra pure water) and high pressure air ( Compressed air) to be sprayed into Nano Size Particles, which provides a significant improvement in cooling performance on the surface of the steel sheet, thus minimizing or minimizing (suppressing) the generation of spangles. The purpose is.

즉, 본 발명은 비대전(고전압 인가방식이 아님) 초미세 미스트 분무식(Atomizer: 스프레이) 구조의 냉각시스템에 관한 것으로, 용융아연도금 강판의 생산라인 중 도금조 배출구측에 구비되어 스팡글이 나타나기 전인 응고 전 용융아연 도금층(아연 용융액이 액상 형태를 유지하고 있는 상태)에 일류체의 미스트나 이류체의 에어+미스트를 분사하여 급속(순간)냉각을 설비 운전 중 실시하도록 하는 바, 이는 용융아연도금 강판 표면에 대하여 스팡글이 발생하는 것을 현저하게 억제함으로서, 강판 자체의 품질이 개선되도록 함은 물론 후속 제품화 공정시 도장성이 크게 향상되도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.That is, the present invention relates to a cooling system of a non-charged (not high voltage applied) ultra fine mist spray (Atomizer) structure, which is provided on the outlet side of the plating bath in the production line of the hot-dip galvanized steel sheet and has a spangle. Before cooling, the molten zinc plated layer (the zinc molten liquid maintains the liquid form) is sprayed with a hydraulic mist or an air + mist of the aerated liquid to perform rapid (instantaneous) cooling during operation. The purpose of the present invention is to remarkably suppress the occurrence of the spangle on the surface of the galvanized steel sheet, thereby providing an improvement in the quality of the steel sheet itself as well as greatly improving the paintability during subsequent production processes.

이에, 본 발명은 상향류 방식으로 이송 중인 용융아연도금 강판의 온도를 설정 구간마다 측정하여 설정온도(기준온도)에 대비 이상, 이하 편차가 발생되면 일류체의 미스트나 이류체의 에어+미스트(및 고압에어)를 가변 분사할 수 있도록 하는 바, 이는 유기적(능동적)인 냉각 제어가 가능하여 균일하고 안정적인 제품 생산성이 확보되는 것을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention measures the temperature of the hot-dip galvanized steel sheet being transported in an upflow manner for each set section, and if more than or less than the set temperature (reference temperature) occurs, the mist of the hydraulic body or the air + mist of the air body ( And high pressure air), which is intended to provide uniform and stable product productivity by enabling organic (active) cooling control.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 펌프와 연결된 물공급관(110)이 구비되도록 하되, 상기 물공급관(110)은 용융아연도금 강판(10)을 향한 단부에 다수개의 분사노즐(120)이 형성되고, 상기 분사노즐의 분사공(130)은 나노 직경으로 형성되어 10kg/cm2~100kg/cm2로 설정된 펌프의 압력에 의해 분사되는 물의 액적이 3~7㎛ 크기의 파티클로 형성되도록 하는 바텀(Bottom) 쿨러(100)와; 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)의 상측에 구비되도록 하되, 물공급용 챔버(210)가 분배관(220)에 의해 물저장탱크(230)와 연결되도록 형성되고, 상기 물저장탱크(230)의 외주면 일측에는 물흡입관(240)이 형성되어 용융아연도금 강판(10)을 향한 사이폰노즐(250)의 노즐바디(251)와 연결되도록 형성되며, 상기 노즐바디(251)는 후측단에 에어공급호스(260)가 연결되어 물흡입관(240)을 통해 유입된 물과 에어가 혼합되어 나노 직경의 노즐팁(252)으로 하여금 분사되도록 하되, 분사되는 물의 액적은 3.5kg/cm2~4.5kg/cm2로 설정된 압력에 의해 20~25㎛ 크기의 파티클로 형성되도록 하는 미스트 쿨러(200)와; 상기 미스트 쿨러(200)의 상측에 구비되도록 하되, 펌프(가변펌프 또는 정압펌프)와 연결된 물공급관(310)이 구비되도록 형성되고, 상기 물공급관(310)은 용융아연도금 강판(10)을 향한 단부에 다수개의 분사노즐(320)이 형성되며, 상기 분사노즐의 분사공(330)은 나노 직경으로 형성되어 10kg/cm2~100kg/cm2로 설정된 펌프의 압력에 의해 분사되는 물의 액적이 3~7㎛ 크기의 파티클로 형성되도록 하는 프리 쿨러(300)가; 구성되어 이루어진다.In order to achieve the above object, the present invention is provided with a water supply pipe 110 connected to the pump, the water supply pipe 110 is formed with a plurality of injection nozzles 120 at the end toward the hot-dip galvanized steel sheet 10 The injection hole 130 of the injection nozzle is formed with a nano diameter so that droplets of water injected by the pressure of the pump set to 10 kg / cm 2 to 100 kg / cm 2 are formed into particles having a size of 3 to 7 μm. A cooler 100; The bottom (Bottom) to be provided on the upper side of the cooler 100, the water supply chamber 210 is formed to be connected to the water storage tank 230 by the distribution pipe 220, the water storage tank 230 One side of the outer peripheral surface of the water suction pipe 240 is formed to be connected to the nozzle body 251 of the siphon nozzle 250 toward the hot-dip galvanized steel sheet 10, the nozzle body 251 is air at the rear end The supply hose 260 is connected to mix the water and air introduced through the water suction pipe 240 to spray the nano-tip nozzle tip 252, the droplet of the sprayed water is 3.5kg / cm2 ~ 4.5kg / a mist cooler 200 configured to form particles having a size of 20 to 25 μm by a pressure set to cm 2; It is provided to the upper side of the mist cooler 200, it is formed to be provided with a water supply pipe 310 connected to the pump (variable pump or constant pressure pump), the water supply pipe 310 toward the hot-dip galvanized steel sheet 10 At the end, a plurality of injection nozzles 320 are formed, and the injection holes 330 of the injection nozzles are formed with a nano diameter, and droplets of water injected by the pressure of the pump set to 10 kg / cm 2 to 100 kg / cm 2 are 3 to 7 A pre cooler 300 to be formed of particles having a size of μm; It is made up.

이에, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 프리 쿨러(300)는 블로워 팬(410)이 구비된 쿨링챔버(400)가 형성되도록 하되, 상기 쿨링챔버(400)는 용융아연도금 강판(10)을 향한 면상에 나노 파티클 사이즈의 미스트 액적이 용융아연도금 강판의 표면에 원활하게 전달될 수 있도록 다수개의 립노즐(420)이 형성되는 것이 바람직하다.Accordingly, the bottom cooler 100 and the pre cooler 300 are formed such that a cooling chamber 400 having a blower fan 410 is formed, and the cooling chamber 400 is a hot-dip galvanized steel sheet 10. It is preferable that a plurality of lip nozzles 420 are formed to smoothly transfer the nano particle sized mist droplets onto the surface of the hot-dip galvanized steel sheet.

다시 말해, 본 발명은 나노 직경 사이즈의 립노즐과 펌프를 이용하여 무화 방식의 초미세(초미립자) 형태의 미스트(Mist)를 생성하고, 이렇게 생성된 미스트(Mist)는 강판까지 일정한 압력과 속도 그리고 원하는 방향으로 유도되어 분사되도록 형성된다.In other words, the present invention generates a mist of the atomized ultrafine (ultrafine) form using a lip nozzle and a pump of a nano-diameter size, the resulting mist is a constant pressure and speed to the steel sheet and It is formed to be guided and sprayed in the desired direction.

이때, 상기 립노즐은 강판에 대해 직교방향 90° 또는 75°의 각도로 형성될 수 있는 것으로, 상기 립노즐이 75°로 상향 기울기를 가질 경우에는 미스트의 드롭(낙하) 현상을 방지할 수 있도록 형성된다.In this case, the lip nozzles may be formed at an angle of 90 ° or 75 ° in the orthogonal direction with respect to the steel plate, and when the lip nozzles have an upward inclination to 75 °, it is possible to prevent the drop (fall) of the mist. Is formed.

이에, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 프리 쿨러(300)는 도 9에 도시된 바와 같이, 하부에 열차단 역할을 할 수 있는 방열판(600)과 액적의 드롭 팬(700:Drop pan)이 설치되어 가습효과에 의한 주변 공기 온도 저하현상이 발생되도록 하는 것이 바람직하다. Accordingly, the bottom cooler 100 and the pre cooler 300 may have a heat sink 600 and a drop pan 700 of the droplet, which may serve as a heat shield at the bottom, as shown in FIG. 9. It is preferable that the installation is such that the phenomenon of lowering the ambient air temperature due to the humidification effect.

이때, 상기 드롭 팬은 용융아연도금 강판이 이송되는 중심부를 기준으로 상향 기울기를 갖는 경사판(710)이 형성된 것으로, 이는 미스트 액적이 밑으로 떨어지면 경사판에 의해 이를 자연스럽게 수거하여 물받이 형태의 수용부에 물기가 모이도록 함으로서, 가습효과를 낼 수 있도록 형성된다.At this time, the drop pan is formed with an inclined plate 710 having an upward inclination with respect to the center where the hot-dip galvanized steel sheet is conveyed, which is naturally collected by the inclined plate when the mist droplets fall to the bottom of the drip tray-type receiving portion By gathering, it is formed to have a humidifying effect.

또한, 상기 립노즐(420)은 용융아연도금 강판(10)의 이송(Pass line) 방향으로 상향 각도를 유지하도록 형성되어 미스트의 드롭(Drop) 현상을 방지하도록 형성된다.In addition, the lip nozzle 420 is formed to maintain an upward angle in the direction of the pass line of the hot-dip galvanized steel sheet 10 is formed to prevent the drop phenomenon of the mist (Drop).

이때, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 프리 쿨러(300)는 용융아연도금 강판(10)이 이송되는 인출 단부에 온도감지센서(500)가 각각 구비되어 설정된 기준 냉각온도를 비교하여 에어와 순수물의 공급 유량, 펌핑 분사 압력을 유기적으로 제어하도록 형성된다.In this case, the bottom cooler 100 and the pre cooler 300 are respectively provided with a temperature sensor 500 at the withdrawal end to which the hot-dip galvanized steel sheet 10 is transferred, and compares the set reference cooling temperature with air. It is configured to organically control the supply flow rate of the pure water, the pumping injection pressure.

이에, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 프리 쿨러(300)는 분사노즐(120)과 립노즐(420)이 상하 연속 배치시 서로 지그재그 반복되면서 배치되도록 하되, 용융아연도금 강판(10)을 기준으로 좌우측에 각각 형성된 분사노즐(120)과 립노즐(420)은 서로 마주한 측이 대칭되지 않도록 상하로 이격 배치되어 미스트 또는 에어 분사시 상향 이송 중인 용융아연도금 강판(10)의 도금층 유동화 발생을 방지하도록 형성된다.Thus, the bottom cooler 100 and the pre-cooler 300 are arranged so that the injection nozzle 120 and the lip nozzle 420 are zigzag-repetitively arranged in a vertical arrangement, and the hot-dip galvanized steel sheet 10 is disposed. The injection nozzles 120 and the lip nozzles 420 respectively formed on the left and right sides are disposed to be spaced up and down so that the sides facing each other are not symmetrical to prevent the fluidization of the plating layer of the hot-dip galvanized steel sheet 10 being transported upward during mist or air injection. It is formed to prevent.

이와 같이, 본 발명은 용융아연도금 강판의 생산라인 중 도금조 배출구측에 구비되어 스팡글이 나타나기 전인 응고 전 용융아연 도금층(아연 용융액이 액상 형태를 유지하고 있는 상태)에 일류체의 미스트나 이류체의 에어+미스트를 분사하여 급속(순간)냉각을 설비 운전 중 실시하도록 하는 바, 이는 용융아연도금 강판 표면에 대하여 스팡글이 발생하는 것을 현저하게 억제함으로서, 강판 자체의 품질이 개선되도록 함은 물론 후속 제품화 공정시 도장성이 크게 향상되도록 하는 효과가 있다.As described above, the present invention is provided on the outlet side of the plating tank in the production line of the hot-dip galvanized steel sheet, and the mist or advection of the hydraulic fluid in the hot-dip galvanized layer (the state in which the zinc molten liquid maintains the liquid form) before solidification. Rapid (instantaneous) cooling is carried out by spraying the air + mist of the sieve during the operation of the equipment, which significantly suppresses the occurrence of spangles on the surface of the hot-dip galvanized steel sheet, thereby improving the quality of the steel sheet itself. Of course, there is an effect to greatly improve the paintability during the subsequent production process.

이에, 본 발명은 상향류 방식으로 이송 중인 용융아연도금 강판의 온도를 설정 구간마다 측정하여 설정온도(기준온도)에 대비 이상, 이하 편차가 발생되면 일류체의 미스트나 이류체의 에어+미스트(및 고압에어)를 가변 분사할 수 있도록 하는 바, 이는 유기적(능동적)인 냉각 제어가 가능하여 균일하고 안정적인 제품 생산성이 확보되는 효과가 있다.Therefore, the present invention measures the temperature of the hot-dip galvanized steel sheet being transported in an upflow manner for each set section, and if more than or less than the set temperature (reference temperature) occurs, the mist of the hydraulic body or the air + mist of the air body ( And high-pressure air) to be able to variably spray, it is possible to control the organic (active) cooling has the effect of ensuring uniform and stable product productivity.

도 1은 본 발명에 따른 표면 냉각시스템이 적용된 용융아연도금 강판 제조 라인의 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 표면 냉각시스템의 일측 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 바텀(Bottom) 쿨러와 프리 쿨러의 일 예시 단면 확대도,
도 4는 도 2의 다른 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 미스트 쿨러의 일 예시 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 이류체 노즐의 헤드부 정열 상태를 나타낸 평면 예시도,
도 7은 본 발명에 따른 일류체 노즐의 제어 블럭도,
도 8은 본 발명에 따른 쿨링챔버의 슬릿노즐 각도가 75°로 상향 기울어진 것을 나타낸 예시도,
도 9는 본 발명에 따른 방열판과 드롭 팬 구성이 쿨러의 하부에 결합된 것을 나타낸 예시도이다.
1 is an exemplary view of a hot-dip galvanized steel sheet manufacturing line applied with a surface cooling system according to the present invention,
2 is an exemplary view of one side of a surface cooling system according to the present invention;
3 is an enlarged cross-sectional view of an example of a bottom cooler and a pre cooler according to the present invention;
4 is another side view of FIG. 2;
5 is a cross-sectional view of an example of a mist cooler according to the present invention;
Figure 6 is a planar illustration showing the head alignment state of the two-fluid nozzle according to the present invention,
7 is a control block diagram of the hydraulic nozzle according to the present invention;
8 is an exemplary view showing that the slit nozzle angle of the cooling chamber according to the invention is inclined upward to 75 °,
9 is an exemplary view showing that the heat sink and drop fan configuration according to the present invention is coupled to the lower portion of the cooler.

다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.The following describes the present invention in more detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1 내지 도 9에서 보는 바와 같이 본 발명은 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 미스트 쿨러(200) 및 프리 쿨러(300)로 크게 구성된다.First, as shown in FIGS. 1 to 9, the present invention is largely composed of a bottom cooler 100, a mist cooler 200, and a pre cooler 300.

이에, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)는 펌프와 연결된 물공급관(110)이 구비되도록 하되, 상기 물공급관(110)은 용융아연도금 강판(10)을 향한 단부에 다수개의 분사노즐(120)이 형성된다.Accordingly, the bottom cooler 100 is provided with a water supply pipe 110 connected to the pump, the water supply pipe 110 is a plurality of injection nozzles 120 at the end toward the hot-dip galvanized steel sheet 10 Is formed.

이하, 냉각을 위해 사용되는 물은 순수 또는 초순수 내지 처리된 물이나 일반 시수인 것 중 어느 하나로 선택하여 사용하도록 형성된다.Hereinafter, the water used for cooling is formed to use either pure or ultrapure water or treated water or general water.

이때, 상기 분사노즐의 분사공(130)은 나노 직경으로 형성되어 10kg/cm2~100kg/cm2로 설정된 펌프의 압력에 의해 분사되는 물의 액적이 3~7㎛ 크기의 파티클로 형성되도록 한다.At this time, the injection hole 130 of the injection nozzle is formed with a nano-diameter so that the droplets of water injected by the pressure of the pump set to 10kg / cm 2 ~ 100kg / cm 2 to form a particle of 3 ~ 7㎛ size.

이에, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)는 분사노즐을 통해 분사되는 순수(초순수)가 하나의 일류체(단일 유체)로서 분사되고, 분사노즐이 아연도금강판을 기준으로 이격된 거리는 150~200mm 내외인 것이 바람직하다.Accordingly, the bottom cooler 100 is sprayed with pure water (ultra pure water) injected through the injection nozzle as a single fluid (single fluid), and the distance from which the injection nozzles are spaced based on the galvanized steel sheet is 150 to 200 mm. It is preferable to be inside or outside.

한편, 상기 미스트 쿨러(200)는 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)의 상측에 구비되도록 하되, 물공급용 챔버(210)가 분배관(220)에 의해 물저장탱크(230)와 연결되도록 형성된다.On the other hand, the mist cooler 200 is provided to the upper side of the bottom (Bottom) cooler 100, the water supply chamber 210 is formed to be connected to the water storage tank 230 by the distribution pipe 220 do.

이때, 상기 물저장탱크(230)의 외주면 일측에는 물흡입관(240)이 형성되어 용융아연도금 강판(10)을 향한 사이폰노즐(250)의 노즐바디(251)와 연결되도록 형성된다.At this time, the water suction pipe 240 is formed on one side of the outer circumferential surface of the water storage tank 230 is formed to be connected to the nozzle body 251 of the siphon nozzle 250 toward the hot-dip galvanized steel sheet (10).

이에, 상기 노즐바디(251)는 후측단에 에어공급호스(260)가 연결되어 물흡입관(240)을 통해 유입된 물과 에어가 혼합되어 나노 직경의 노즐팁(252)으로 하여금 분사되도록 하되, 분사되는 물의 액적은 3.5kg/cm2~4.5kg/cm2로 설정된 압력에 의해 20~25㎛ 크기의 파티클로 형성되도록 한다.Thus, the nozzle body 251 is connected to the air supply hose 260 to the rear end is mixed with water and air introduced through the water suction pipe 240 to be sprayed by the nano-tip nozzle tip 252, The droplets of water to be sprayed are formed into particles having a size of 20 to 25 μm by a pressure set to 3.5 kg / cm 2 to 4.5 kg / cm 2.

즉, 상기 미스트 쿨러(200)는 에어+순수(초순수)가 혼합된 복합 유체(이류체) 분사구조로서, 강판에 대한 기화열에 의해 급속 냉각을 수행하도록 형성된다.That is, the mist cooler 200 is a composite fluid (dual fluid) jet structure in which air + pure water (ultra pure water) is mixed, and is formed to perform rapid cooling by heat of vaporization of the steel sheet.

이때, 상기 물공급 챔버로부터 물저장탱크에 담겨진 물은 저수된 상태로서, 솔레노이드밸브에 의해 개폐된 에어공급호스를 통해 에어 압력이 발생되면 물흡입관을 통해 상부로 석션되면서 사이폰 원리로 하여금 흡입되어 에어와 함께 노즐바디->노즐팁으로 분사되도록 형성된다.At this time, the water contained in the water storage tank from the water supply chamber is a state of being stored, when the air pressure is generated through the air supply hose opened and closed by the solenoid valve is suctioned to the top through the water suction pipe and sucked by the siphon principle It is formed to be sprayed with nozzle air through nozzle body-> nozzle tip.

아울러, 상기 프리 쿨러(300)는 상기 미스트 쿨러(200)의 상측에 구비되도록 하되, 펌프(가변펌프 또는 정압펌프)와 연결된 물공급관(310)이 구비되도록 형성된다.In addition, the pre-cooler 300 is provided to the upper side of the mist cooler 200, it is formed to be provided with a water supply pipe 310 connected to the pump (variable pump or constant pressure pump).

이때, 상기 물공급관(310)은 용융아연도금 강판(10)을 향한 단부에 다수개의 분사노즐(320)이 형성되며, 상기 분사노즐의 분사공(330)은 나노 직경으로 형성되어 10kg/cm2~100kg/cm2로 설정된 펌프의 압력에 의해 분사되는 물의 액적이 3~7㎛ 크기의 파티클로 형성되도록 한다.At this time, the water supply pipe 310 is formed with a plurality of injection nozzles 320 at the end toward the hot-dip galvanized steel sheet 10, the injection hole 330 of the injection nozzle is formed with a nano-diameter 10kg / cm2 ~ The droplet of water sprayed by the pressure of the pump set to 100kg / cm2 is to be formed into particles of 3 ~ 7㎛ size.

이에, 상기 분사노즐을 통해 분사되는 순수(초순수)가 하나의 일류체(단일 유체)로서 분사되고, 분사노즐이 아연도금강판을 기준으로 이격된 거리는 150~200mm 내외인 것이 바람직하다.Accordingly, the pure water (ultra pure water) injected through the injection nozzle is injected as a single fluid (single fluid), and the distance between the injection nozzles and the galvanized steel sheet is preferably about 150 to 200 mm.

한편, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 프리 쿨러(300)는 블로워 팬(410)이 구비된 쿨링챔버(400)가 형성되도록 하되, 상기 쿨링챔버(400)는 용융아연도금 강판(10)을 향한 면상에 나노 파티클 사이즈의 미스트 액적이 용융아연도금 강판의 표면에 원활하게 전달될 수 있도록 다수개의 립노즐(420)이 형성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the bottom cooler 100 and the pre cooler 300 are configured to form a cooling chamber 400 having a blower fan 410, and the cooling chamber 400 is a hot-dip galvanized steel sheet 10. It is preferable that a plurality of lip nozzles 420 are formed to smoothly transfer the nano particle sized mist droplets onto the surface of the hot-dip galvanized steel sheet.

이러한 본 발명은 나노 직경 사이즈의 립노즐과 펌프를 이용하여 무화 방식의 초미세(초미립자) 형태의 미스트(Mist)를 생성하고, 이렇게 생성된 미스트(Mist)는 강판까지 일정한 압력과 속도 그리고 원하는 방향으로 유도되어 분사되도록 형성된다.The present invention uses a nano-diameter lip nozzle and a pump to generate a mist of the atomized ultrafine (ultrafine) form, the mist formed in this way (Mist) to a constant pressure and speed and the desired direction to the steel sheet It is formed to be guided and sprayed.

이때, 상기 립노즐은 90°또는 75°의 각도로 형성될 수 있는 것으로, 상기 립노즐이 75°로 상향 기울기를 가질 경우에는 미스트의 드롭(낙하) 현상을 방지할 수 있도록 형성된다.In this case, the lip nozzle may be formed at an angle of 90 ° or 75 °, and when the lip nozzle has an upward slope to 75 °, it is formed to prevent a drop (fall) phenomenon of the mist.

이에, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 프리 쿨러(300)는 하부에 열차단 역할을 할 수 있는 방열판과 액적의 Drop pan이 설치되어 가습효과에 의한 주변 공기 온도 저하현상이 발생되도록 하는 것이 바람직하다. Thus, the bottom cooler 100 and the pre-cooler 300 are provided with a heat sink and a drop pan of droplets that can act as a heat shield at the bottom of the bottom cooler 100 and the pre-cooler 300 so as to cause a decrease in ambient air temperature due to a humidification effect. desirable.

또한, 상기 립노즐(420)은 용융아연도금 강판(10)의 이송(Pass line) 방향으로 상향 각도를 유지하도록 형성되어 미스트의 드롭(Drop) 현상을 방지하도록 형성된다.In addition, the lip nozzle 420 is formed to maintain an upward angle in the direction of the pass line of the hot-dip galvanized steel sheet 10 is formed to prevent the drop phenomenon of the mist (Drop).

이때, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 프리 쿨러(300)는 용융아연도금 강판(10)이 이송되는 인출 단부에 온도감지센서(500)가 각각 구비되어 설정된 기준 냉각온도를 비교하여 에어와 순수물의 공급 유량, 펌핑 분사 압력을 유기적으로 제어하도록 형성된다.In this case, the bottom cooler 100 and the pre cooler 300 are respectively provided with a temperature sensor 500 at the withdrawal end to which the hot-dip galvanized steel sheet 10 is transferred, and compares the set reference cooling temperature with air. It is configured to organically control the supply flow rate of the pure water, the pumping injection pressure.

이에, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 프리 쿨러(300)는 분사노즐(120)과 립노즐(420)이 상하 연속 배치시 서로 지그재그 반복되면서 배치되도록 형성된다.Thus, the bottom cooler 100 and the pre cooler 300 are formed such that the injection nozzle 120 and the lip nozzle 420 are zigzag-repetitively arranged in a vertical arrangement.

즉, 용융아연도금 강판(10)을 기준으로 좌우측에 각각 형성된 분사노즐(120)과 립노즐(420)은 서로 마주한 측이 대칭되지 않도록 상하로 이격 배치되어 미스트 또는 에어 분사시 상향 이송 중인 용융아연도금 강판(10)의 도금층 유동화 발생을 방지하도록 형성된다.That is, the injection nozzles 120 and the lip nozzles 420 respectively formed on the left and right sides of the hot-dip galvanized steel sheet 10 are disposed to be spaced up and down so that the sides facing each other are not symmetrical, and the molten zinc is conveyed upwards during mist or air injection. It is formed to prevent the plating layer fluidization of the plated steel sheet 10.

다음은 본 발명에 대하여 보다 자세히 설명하겠다.Next will be described in more detail with respect to the present invention.

먼저, 종전 냉각 방식은 일정한 압력을 유지하면서 공기와 액체를(순수 또는 특성이 포함된 별도의 용액) 공급하는 방식이다.First, the conventional cooling method is a method of supplying air and liquid (pure water or a separate solution containing properties) while maintaining a constant pressure.

그러나, 공기 또는 액체를 일정한 압력으로 유지하면서 미스트(Mist)를 공급하는 방식은 미스트 노즐(mist nozzle)에서 공급 펌프(pump)까지의 거리나 높이가 고정되는 방식으로, 제어자체가 쉽다는 장점이 있기는 하지만 수두의 높이가 변하는 경우 제어가 상당히 어려워지는 단점이 발생한다.However, the method of supplying mist while maintaining air or liquid at a constant pressure has a merit that the control itself is easy since the distance or height from the mist nozzle to the supply pump is fixed. There is a disadvantage, however, that when the head height changes, the control becomes quite difficult.

예컨데, 분사하고자 하는 스프레이의 유량이 많을 경우 수두의 높이 차이를 극복 할 수 있지만 미세한 유량 제어가 필요할 경우에는 분사방식(Atomizing type)만으로 수두 편차가 발생되어 미스트(Mist)의 액적 크기(size)를 일정하게 유지할 수 없는 문제가 발생된다.For example, if the flow rate of the spray to be sprayed is large, the height difference of the head can be overcome, but if fine flow control is required, the head variation occurs only by the atomizing type, so that the droplet size of the mist is changed. A problem arises that cannot be kept constant.

이를 해결하고자 본 발명은 이류체를 이용한 미스트 쿨러가 사이폰 노즐 방식으로 채택되어 높이에 따라 공급된다.To solve this problem, the present invention adopts a mist cooler using a two-fluid siphon nozzle method is supplied according to the height.

즉, 순수(물)의 량 또는 압력과는 상관없이 분사되는 공기의 압력에 따라 분사되는 미스트(MIST)의 액적 크기와 유량이 조절되도록 형성된다.That is, the droplet size and flow rate of the sprayed mist (MIST) is adjusted according to the pressure of the air to be sprayed regardless of the amount or pressure of pure water (water).

사이폰 노즐의 압력에 따른 액적 크기 TestDroplet Size Test According to Siphon Nozzle Pressure

Figure 112019125902520-pat00001


Figure 112019125902520-pat00001

상기 표 1은 공기 압력에 따라 사이폰 방식으로 석션(흡입)된 물과의 혼합 미스트(이류체)에 대한 압력 대비 액적 크기를 나타낸 것이다.Table 1 shows the droplet size versus the pressure for the mixing mist (adhesive) with water suctioned (suctioned) in the siphon method according to the air pressure.

즉, 미스트 쿨러에 구비된 물저장탱크(230)에는 물흡입관(240)이 형성되어 용융아연도금 강판(10)을 향한 사이폰노즐(250)의 노즐바디(251)와 연결되도록 형성된다.That is, a water suction tube 240 is formed in the water storage tank 230 provided in the mist cooler to be connected to the nozzle body 251 of the siphon nozzle 250 toward the hot-dip galvanized steel sheet 10.

이에, 상기 노즐바디(251)는 후측단에 에어공급호스(260)가 연결되어 물흡입관(240)을 통해 유입된 물과 에어가 혼합되어 나노 직경의 노즐팁(252)으로 하여금 분사되도록 형성된다.Thus, the nozzle body 251 is connected to the air supply hose 260 to the rear end is formed so that the water and air introduced through the water suction pipe 240 is mixed so that the nozzle tip 252 of the nano-diameter is sprayed .

이때, 분사되는 물의 액적은 설정된 압력(3.5kg/cm2~4.5kg/cm2)에 의해 20~25㎛ 크기의 파티클로 형성되도록 한다.At this time, the droplets of water to be sprayed are formed into particles having a size of 20 ~ 25㎛ by a set pressure (3.5kg / cm2 ~ 4.5kg / cm2).

즉, 상기 미스트 쿨러(200)는 에어+순수(초순수)가 혼합된 복합 유체(이류체) 분사구조로서, 강판에 대한 기화열에 의해 급속 냉각을 수행하도록 형성된다.That is, the mist cooler 200 is a composite fluid (dual fluid) jet structure in which air + pure water (ultra pure water) is mixed, and is formed to perform rapid cooling by heat of vaporization of the steel sheet.

이때, 상기 물공급 챔버로부터 물저장탱크에 담겨진 물은 저수된 상태로서, 솔레노이드밸브에 의해 개폐된 에어공급호스를 통해 에어 압력이 발생되면 물흡입관을 통해 상부로 석션되면서 사이폰 원리로 하여금 흡입되어 에어와 함께 노즐바디->노즐팁으로 분사되도록 형성된다.At this time, the water contained in the water storage tank from the water supply chamber is a state of being stored, when the air pressure is generated through the air supply hose opened and closed by the solenoid valve is suctioned to the top through the water suction pipe and sucked by the siphon principle It is formed to be sprayed with nozzle air through nozzle body-> nozzle tip.

참고로, 액적 사이즈에 따른 기화열 효율 증가(액적 크기에 따른 기화열의 변화)에 대하여 부연 설명하면, 기화열(heat of vaporization, 氣化熱)은 물질이 기화될 때 외부에서 흡수하는 열량(熱量)을 일컫는다.For reference, the increase in vaporization heat efficiency according to the droplet size (change of vaporization heat according to the droplet size) is described in detail. The heat of vaporization (heat of vaporization) is the amount of heat absorbed from the outside when the material is vaporized. It is called.

물질이 기화될 때 외부에서 흡수하는 열량(熱量). 잠열(潛熱)의 일종이며 증발열(蒸發熱)이라고도 한다. 어떤 온도에서 액체 1몰을 기체로 만드는 데 필요한 열량을 몰기화열이라 한다. The amount of heat absorbed from the outside when a substance vaporizes. It is a kind of latent heat and is also called heat of evaporation. The amount of heat needed to turn a mole of liquid into a gas at a certain temperature is called molarization heat.

보통 일정 온도에서 1g의 물질을 기화시키는 데 필요한 열량으로 나타내며 cal/g 또는 kcal/mol로 표시한다. Usually expressed in calories needed to vaporize 1 g of material at a given temperature, expressed in cal / g or kcal / mol.

액체는 온도가 올라가 일정 온도가 되면 기체로 변한다. 이것은 액체가 열을 흡수하여 분자 운동이 활발하게 됨에 따라 기체로 변하기 때문이다. The liquid turns into a gas when the temperature rises to a certain temperature. This is because the liquid absorbs heat and turns into a gas as the molecular motion becomes active.

일반적으로 분자량이 큰 액체일수록 기화열도 크다. Generally, the larger the molecular weight, the greater the heat of vaporization.

예를 들어 1기압에서 포화탄화수소의 몰 기화열은 에탄 C2H6 14.72, 프로판 C3H8 18.77, 부탄 C4H10 21.29, 펜탄 C5H12 25.8kJ/mol이다. 그러나 물은 예외여서 분자량은 작지만 기화열이 크다. 액체의 물분자가 수소결합에 의해 결합해 있기 때문이다. 1기압 25℃에서 물의 몰 기화열은 44.0kJ/mol이다.For example, the molar vaporization heat of saturated hydrocarbons at 1 atm is ethane C2H6 14.72, propane C3H8 18.77, butane C4H10 21.29 and pentane C5H12 25.8 kJ / mol. However, water is an exception, so the molecular weight is small but the heat of vaporization is large. This is because the water molecules of the liquid are bonded by hydrogen bonding. The molar vaporization heat of water at 1 atmosphere of 25 ° C is 44.0 kJ / mol.

상술한 기화열에 관한 내용은 물의 기화열을 이용한 본 발명 미스트 쿨러의 기술이론에 근거가 된다.The above description of the heat of vaporization is based on the technical theory of the mist cooler of the present invention using the heat of vaporization of water.

이러한 물 분자의 기화열 효과를 극대화 시키기 위해서는 물의 액적 크기를 제어할 필요성이 있다.In order to maximize the vaporization heat effect of these water molecules it is necessary to control the droplet size of the water.

즉, 고온 상태로 상향 이송되고 있는 용융아연도금 강판 표면에 대하여 이류체(공기+물)의 미스트가 분사되면 강판 표면에 접촉되기 전 액적의 증발 현상이 발생된다.That is, when a mist of air (water + water) is sprayed on the surface of the hot-dip galvanized steel sheet being conveyed upward at a high temperature, droplets evaporate before contacting the steel sheet surface.

다시 말해, 증발 현상은 액체가 기체가 되는 상변화 과정 중 하나로서 액체 분자가 포화되지 않은 공기 중으로 날아가는 것을 의미 한다. In other words, evaporation is one of the phase change processes in which the liquid becomes a gas, which means that the liquid molecules fly into unsaturated air.

이때, 액체가 기체가 되는 상변화는 두가지 종류가 있다. 이러한 현상은 끓음(Boiling)과 증발(Evaporation)이다. 참고로, 끓음과 증발의 차이는 바로 온도이다.At this time, there are two kinds of phase change in which a liquid becomes a gas. This phenomenon is boiling and evaporation. For reference, the difference between boiling and evaporation is the temperature.

한편, 끓음 현상이 일어나려면 액체의 온도는 끓는점(Boiling point)까지 상승 해야 하지만 증발은 끓는점에 다다르지 않아도 기체로 상변화가 일어 난다는 것이다.On the other hand, in order for the boiling phenomenon to occur, the temperature of the liquid must rise to the boiling point (Boiling point), but the evaporation does not reach the boiling point, the phase change occurs with gas.

액적의 증발에 영향을 주는 요인은 크게 세가지로 이야기 할 수 있다.There are three main factors that affect the evaporation of droplets.

1. 대기의 습도, 압력등 주변 기체의 성질1. Nature of ambient gas such as atmospheric humidity, pressure

2. 액적의 점도 ( Viscosity ), 휘발성과 같은 액체 고유의 성질2. Liquid inherent properties such as viscosity of the droplets and volatility

3. 소수성, 친수성과 같은 액적이 부착되어 있는 고체표면의 성질이다.3. It is the property of solid surface to which droplets such as hydrophobicity and hydrophilicity are attached.

부연하건데 대기중의 습도가 낮고 온도가 높으면 증발은 잘 일어나게 되고, 주변의 압력이 낮으면 증발이 잘 일어난다.By the way, if the humidity in the atmosphere is low and the temperature is high, the evaporation occurs well, and if the ambient pressure is low, the evaporation occurs well.

액체의 점도는 작을수록 휘발성은 클수록 증발이 잘 일어난다. 또한 친수성이 큰 표면에서 증발이 활발하게 일어난다.The smaller the viscosity of the liquid, the higher the volatility, the better the evaporation. In addition, evaporation takes place actively on surfaces with high hydrophilicity.

고체 표면에 놓인 액적의 증발 과정은 3단계로 구분할 수 있다.The process of evaporating droplets on a solid surface can be divided into three stages.

첫번째 단계는 접촉선(액체, 고체, 기테가 만나는 선이다)은 고정되고, 접촉각(Contact angle)만 감소하는 일정 접촉면적 단계이고, The first step is the constant contact area step, where the contact line (liquid, solid, etc. meets) is fixed and only the contact angle is reduced.

두번째 단계는 접촉각은 일정하게 유지되고 접촉선만 줄어드는 일정 접촉각 관계이다.The second step is a constant contact angle relationship where the contact angle remains constant and only the contact line is reduced.

세번째 단계는 액적의 접촉각과 접촉선이 모두 감소하는 수축 단계이다. 액체가 기체 입자로 상변화하여 공기중으로 확산될 때에는 증발 잠열(Latent heat)만큼의 열에너지가 이동한다. The third step is a shrinking step in which both the contact angle and the contact line of the droplet are reduced. When the liquid phase changes into gas particles and diffuses into the air, the thermal energy of the latent heat evaporates.

본 발명은 이러한 기화열에 의한 잠열 증발 에너지 이동 효과를 이용한 기술이다.The present invention is a technique using the latent heat evaporation energy transfer effect by the heat of vaporization.

일류체 노즐의 액적 크기의 크기의 분포도Distribution chart of the size of the droplet size of the hydraulic nozzle

Figure 112019125902520-pat00002


Figure 112019125902520-pat00002

열 에너지 이동을 안정적으로 확보하기 위해서는 액적의 크기를 최소화해야 하고, 이는 노즐에서 강판까지의 거리 및 노즐의 형상 및 크기(직경)이 중요한 요소가 된다.In order to secure thermal energy transfer stably, the droplet size should be minimized, and the distance from the nozzle to the steel sheet and the shape and size (diameter) of the nozzle become important factors.

본 발명은 일 실시예로서 도 5에 도시된 바와 같이, 용융 아연 도금된 강판의 표면 온도가 419.5℃ 이하로 냉각되면 강판 표면의 스팡글 형성이 이루어지기 시작한다. As an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, when the surface temperature of the hot dip galvanized steel sheet is cooled to 419.5 ° C. or less, spangle formation of the steel sheet surface starts to occur.

이때, 에어 나이프(Air knife: 약 430℃ 구간)를 이용하여 아연의 응고점 419.5℃ 까지 온도를 냉각한다.At this time, the temperature is cooled to a freezing point of 419.5 ℃ of zinc using an air knife (about 430 ℃ section).

그리고 419.5℃ 에서부터 프리 쿨러를 벗어난 출구 구간까지의 최종 온도가 370 ~ 350℃ 온도가 되도록 하되, 냉각 구간별 온도 기울기가 유기적으로 조절되는 것이 중요하다.And while the final temperature from 419.5 ℃ to the exit section out of the pre-cooler is 370 ~ 350 ℃ temperature, it is important that the temperature gradient for each cooling section is organically controlled.

이에 본 발명에서는 각각의 구간 온도 기울기를 20℃/m 조성하는 것이 바람직하다.Therefore, in the present invention, it is preferable that each section temperature gradient is 20 ° C./m.

일류체 노즐의 분사 압력과 분무 상태 실험 대비표Control Table of Spray Pressure and Spray Condition of Hydraulic Nozzles 순번turn 펌프 압력
(kg/cm2 )
Pump pressure
(kg / cm2)
일류체
노즐의 유량
Hydraulic
Nozzle flow rate
분무 정도Spraying degree 비 고
(판정여부)
Remarks
(Judged or not)
0101 4040 2.8리터/Hr2.8 liters / Hr

Figure 112019125902520-pat00003


Figure 112019125902520-pat00003

NGNG 0202 5050 3.5리터/Hr3.5 liters / Hr
Figure 112019125902520-pat00004


Figure 112019125902520-pat00004

NGNG
0303 6060 3.8리터/Hr  3.8 liters / Hr
Figure 112019125902520-pat00005


Figure 112019125902520-pat00005

NGNG
0404 6565 4.2리터/Hr4.2 liters / Hr
Figure 112019125902520-pat00006


Figure 112019125902520-pat00006

GoodGood
0505 7070 4.8리터/Hr4.8 liters / Hr
Figure 112019125902520-pat00007


Figure 112019125902520-pat00007

GoodGood

위 표 2와 같이 펌프 압력에 따라 노즐의 유량 및 분무 정도를 확인할 수 있다.As shown in Table 2 above, the flow rate of the nozzle and the spraying degree can be checked according to the pump pressure.

한편, 본 발명은 다른 실시예로서, 가변 속도 드라이브(VFD)를 적용할 수도 있는 것으로, 이는 물 흐름과 노즐 수에 따라 펌프 속도를 자동으로 조정할 수도 있고, 소형 사이즈 대비 소음 및 방해 요소가 적으며, 냉각 영역에 더 가까이 장착가능함은 물론 에너지와 비용이 절감되는 특징이 있다.(전기 60 % 감소)On the other hand, the present invention can be applied to a variable speed drive (VFD) as another embodiment, which can automatically adjust the pump speed according to the water flow and the number of nozzles, less noise and interference compared to the small size It can be mounted closer to the cooling zone, as well as saving energy and cost (60% reduction in electricity).

또한, 본 발명의 VFD 기술은 펌프 수명을 연장(펌프 마모 감소)할 수 있으며, 패널 장착과 시간 측정이 가능하여 일정한 추적 서비스가 가능하고, 압력 변환기가 더 부설되어 최적의 시스템 압력을 유지할 수 있는 특징이 있다.In addition, the VFD technology of the present invention can extend the life of the pump (reduce the pump wear), can be mounted on the panel and the time measurement, constant tracking service, the pressure transducer is further installed to maintain the optimal system pressure There is a characteristic.

이에, 본 발명은 필터를 설치할 수 있는 것으로, 프리필터(파티컬5um), 카본필터(유기물 제거)가 구비될 수 있도록 형성된다.Accordingly, the present invention can be provided with a filter, it is formed to be provided with a pre-filter (particle 5um), a carbon filter (removing organic matter).

아울러, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 립노즐은 90°또는 75°의 각도로 형성될 수 있는 것으로, 상기 립노즐이 75°로 상향 기울기를 가질 경우에는 미스트의 드롭(낙하) 현상을 방지할 수 있도록 형성된다.In addition, as shown in Figure 8, the lip nozzle of the present invention can be formed at an angle of 90 ° or 75 °, when the lip nozzle has an upward inclination to 75 ° drop (fall) phenomenon of the mist It is formed to prevent the.

다시 말해, 슬릿노즐이 75°일 경우에는 나노 파티컬 사이즈의 미스트 액적이 강판의 표면에 잘 전달 될 수 있도록 가이드 역할역 할 수 있도록 노즐의 형상을 이루었다.In other words, when the slit nozzle is 75 °, the nozzle shape is formed to serve as a guide so that mist droplets of nano-particle size can be well transmitted to the surface of the steel sheet.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

100 ... 바턱 쿨러 110 ... 물공급관
120 ... 분사노즐 130 ... 분사공
200 ... 미스트 쿨러 210 ... 물공급용 챔버
220 ... 분배관 230 ... 물저장탱크
240 ... 물흡입관 250 ... 사이폰노즐
251 ... 노즐바디 252 ... 노즐팁
300 ... 프리 쿨러 310 ... 물공급관
320 ... 분사노즐 330 ... 분사공
400 ... 쿨링챔버 410 ... 블로워 팬
420 ... 립노즐
100 ... Batch cooler 110 ... Water supply pipe
120 ... Injection nozzle 130 ... Injection hole
200 ... mist cooler 210 ... chamber for water supply
220 ... distribution pipe 230 ... water storage tank
240 ... water suction pipe 250 ... siphon nozzle
251 ... Nozzle Body 252 ... Nozzle Tip
300 ... precooler 310 ... water supply pipe
320 ... Injection nozzle 330 ... Injection hole
400 ... cooling chamber 410 ... blower fan
420 ... Lip Nozzle

Claims (5)

펌프와 연결된 물공급관(110)이 구비되도록 하되, 상기 물공급관(110)은 용융아연도금 강판(10)을 향한 단부에 다수개의 분사노즐(120)이 형성되고, 상기 분사노즐의 분사공(130)은 나노 직경으로 형성되어 10kg/cm2~100kg/cm2로 설정된 펌프의 압력에 의해 분사되는 물의 액적이 3~7㎛ 크기의 파티클로 형성되도록 하는 바텀(Bottom) 쿨러(100)와;
상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)의 상측에 구비되도록 하되, 물공급용 챔버(210)가 분배관(220)에 의해 물저장탱크(230)와 연결되도록 형성되고, 상기 물저장탱크(230)의 외주면 일측에는 물흡입관(240)이 형성되어 용융아연도금 강판(10)을 향한 사이폰노즐(250)의 노즐바디(251)와 연결되도록 형성되며, 상기 노즐바디(251)는 후측단에 에어공급호스(260)가 연결되어 물흡입관(240)을 통해 유입된 물과 에어가 혼합되어 나노 직경의 노즐팁(252)으로 하여금 분사되도록 하되, 분사되는 물의 액적은 3.5kg/cm2~4.5kg/cm2로 설정된 압력에 의해 20~25㎛ 크기의 파티클로 형성되도록 하는 미스트 쿨러(200)와;
상기 미스트 쿨러(200)의 상측에 구비되도록 하되, 펌프와 연결된 물공급관(310)이 구비되도록 형성되고, 상기 물공급관(310)은 용융아연도금 강판(10)을 향한 단부에 다수개의 분사노즐(320)이 형성되며, 상기 분사노즐의 분사공(330)은 나노 직경으로 형성되어 10kg/cm2~100kg/cm2로 설정된 펌프의 압력에 의해 분사되는 물의 액적이 3~7㎛ 크기의 파티클로 형성되도록 하는 프리 쿨러(300)가;
구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 용융아연도금 강판의 스팡글 생성 최소화를 위한 표면 냉각시스템.
The water supply pipe 110 connected to the pump is provided, but the water supply pipe 110 is formed with a plurality of injection nozzles 120 at the end toward the hot-dip galvanized steel sheet 10, the injection hole 130 of the injection nozzle ) Is a bottom cooler 100 formed to have a nano diameter so that the droplets of water sprayed by the pressure of the pump set to 10kg / cm 2 ~ 100kg / cm 2 is formed of particles of 3 ~ 7㎛ size;
The bottom (Bottom) to be provided on the upper side of the cooler 100, the water supply chamber 210 is formed to be connected to the water storage tank 230 by the distribution pipe 220, the water storage tank 230 One side of the outer peripheral surface of the water suction pipe 240 is formed to be connected to the nozzle body 251 of the siphon nozzle 250 toward the hot-dip galvanized steel sheet 10, the nozzle body 251 is air at the rear end The supply hose 260 is connected to mix the water and air introduced through the water suction pipe 240 to spray the nano-tip nozzle tip 252, the droplet of the sprayed water is 3.5kg / cm2 ~ 4.5kg / a mist cooler 200 configured to form particles having a size of 20 to 25 μm by a pressure set to cm 2;
It is provided to the upper side of the mist cooler 200, it is formed to be provided with a water supply pipe 310 connected to the pump, the water supply pipe 310 is a plurality of injection nozzles (end) toward the hot-dip galvanized steel sheet (10) 320 is formed, the injection hole 330 of the injection nozzle is formed in the nano-diameter so that the droplets of water sprayed by the pressure of the pump set to 10kg / cm 2 ~ 100kg / cm 2 to form particles of 3 ~ 7㎛ size The pre cooler 300 is;
Surface cooling system for minimizing the spangle generation of the hot-dip galvanized steel sheet, characterized in that consisting of.
제 1항에 있어서, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 프리 쿨러(300)는 블로워 팬(410)이 구비된 쿨링챔버(400)가 형성되도록 하되, 상기 쿨링챔버(400)는 용융아연도금 강판(10)을 향한 면상에 나노 파티클 사이즈의 미스트 액적이 용융아연도금 강판의 표면에 원활하게 전달될 수 있도록 다수개의 립노즐(420)이 형성되는 것을 특징으로 하는 용융아연도금 강판의 스팡글 생성 최소화를 위한 표면 냉각시스템.According to claim 1, wherein the bottom (Bottom) cooler 100 and the pre-cooler 300 is to form a cooling chamber 400 with a blower fan 410, the cooling chamber 400 is hot-dip galvanized Spangle generation of hot-dip galvanized steel sheet, characterized in that a plurality of lip nozzles 420 are formed on the surface facing the steel sheet 10 so that mist droplets of nano particle size can be smoothly transferred to the surface of the hot-dip galvanized steel sheet. Surface cooling system for minimization. 제 2항에 있어서, 상기 립노즐(420)은 용융아연도금 강판(10)의 이송(Pass line) 방향으로 상향 각도를 유지하도록 형성되어 미스트의 드롭(Drop) 현상을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 용융아연도금 강판의 스팡글 생성 최소화를 위한 표면 냉각시스템.The lip nozzle 420 is formed to maintain an upward angle in the direction of a pass line of the hot-dip galvanized steel sheet 10 to prevent a drop phenomenon of mist. Surface cooling system for minimizing spangle generation of hot-dip galvanized steel sheet. 제 1항에 있어서, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 프리 쿨러(300)는 용융아연도금 강판(10)이 이송되는 인출 단부에 온도감지센서(500)가 각각 구비되어 설정된 기준 냉각온도를 비교하여 에어와 순수물의 공급 유량, 펌핑 분사 압력을 유기적으로 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 용융아연도금 강판의 스팡글 생성 최소화를 위한 표면 냉각시스템.The bottom cooler 100 and the pre-cooler 300 are respectively provided with a temperature sensing sensor 500 at an end portion at which the hot-dip galvanized steel sheet 10 is transferred to set a reference cooling temperature. In comparison, the surface cooling system for minimizing the spangle generation of the hot-dip galvanized steel sheet, characterized in that it controls the supply flow rate of the air and pure water, the pumping injection pressure. 제 2항에 있어서, 상기 바텀(Bottom) 쿨러(100)와 프리 쿨러(300)는 분사노즐(120)과 립노즐(420)이 상하 연속 배치시 서로 지그재그 반복되면서 배치되도록 하되, 용융아연도금 강판(10)을 기준으로 좌우측에 각각 형성된 분사노즐(120)과 립노즐(420)은 서로 마주한 측이 대칭되지 않도록 상하로 이격 배치되어 미스트 또는 에어 분사시 상향 이송 중인 용융아연도금 강판(10)의 도금층 유동화 발생을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 용융아연도금 강판의 스팡글 생성 최소화를 위한 표면 냉각시스템.
The bottom cooler 100 and the pre-cooler 300 are arranged such that the injection nozzle 120 and the lip nozzle 420 are zigzag-repetitively arranged in a vertical arrangement, and the hot-dip galvanized steel sheet. The injection nozzles 120 and the lip nozzles 420 respectively formed on the left and right sides of the molten zinc plated steel sheet 10 which are upwardly transported during mist or air injection are disposed to be spaced up and down so that the sides facing each other are not symmetrical with respect to 10. Surface cooling system for minimizing the spangle generation of hot-dip galvanized steel sheet, characterized in that to prevent the occurrence of plating layer fluidization.
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