KR102305755B1

KR102305755B1 - 산화방지장치

Info

Publication number: KR102305755B1
Application number: KR1020190167989A
Authority: KR
Inventors: 정해권; 정현욱; 송장훈; 주교하; 권용훈
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2021-09-27
Also published as: KR20210076610A

Abstract

본 발명은 강판으로 가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절하는 와이핑부; 상기 와이핑부와 연동되어 이동하고, 상기 와이핑부를 둘러싸도록 설치되어 무산화분위기를 조성하는 실링박스부; 및, 상기 실링박스부의 유격부분이 형성된 실링라인을 둘러싸도록 설치되고, 불활성가스가 채워진 완충챔버부;를 포함하는 산화방지장치를 제공한다.

Description

산화방지장치{OXIDATION RESISTANCE APPARATUS}

본 발명은 품질결함을 저감시킨 산화방지장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.

연속용융아연 도금공정에서 생산되는 도금 제품은 도금욕 조성계에 따라 대표적으로 GI재, GA재 및 고내식 도금강판 등으로 분류된다.

종래에 도금욕 조성이 아연(Zn)과 알루미늄(Al)으로 이루어진 Zn-Al 조성계에 대한 GI재 및 GA재 위주로 도금제품이 생산되었다. 그런데, 최근에는 기존의 Zn-Al 조성계에 마그네슘(Mg) 성분을 첨가함으로써, 도금 표면의 내식성을 대폭적으로 향상시킨 고내식 도금강판에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다.

마그네슘 성분은 내식성을 향상시키는 장점이 있지만, 용융상태의 마그네슘은 주변 대기와 접촉할 때, 쉽게 산화되는 단점이 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연속용융아연 도금공정에서 강판(S)이 Zn-Al-Mg 조성계를 갖는 도금조(P)의 도금욕에 침적 후, 수직방향으로 이동하면서 에어나이프(Q)를 통과할 때, 강판(S)에 부착된 용융금속 도금층은 주변 대기와 접촉하게 된다.

이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 용융금속에 포함된 마그네슘의 산화성으로 인하여, 도금강판(S)의 표면에는 수염무늬, 흐름무늬 및 레인마크와 같은 산화성 표면결함이 발생한다.

한편, 고내식 도금강판의 부착량이 후도금인 경우에는 산화성 표면결함 뿐만 아니라, 엣지 빗살무늬 형태의 표면결함이 추가적으로 발생한다.

Zn-Al-Mg 조성계인 고내식 도금강판의 고품질을 확보하기 위해서는 산화성 표면결함 뿐만 아니라, 후도금에서 발생하는 엣지 빗살무늬 결함을 방지하는 것이 중요하다.

강판은 Zn-Al-Mg 조성계의 도금조의 도금욕에 침적 후, 도금욕에서 빠져 나와 수직방향으로 이동하며, 도금욕 상부에 설치된 와이핑부에 의해서 도금욕의 부착량이 조절된다.

강판이 도금욕으로부터 빠져 나온 후, 강판 표면의 도금층이 대기와 접촉하면, 마그네슘의 산화성으로 인하여 도금층 표면에 산화성 결함을 발생시킨다.

이러한 산화성 표면결함을 방지하기 위해서는 도금욕 주변을 무산화분위기로 만들어 주어야 한다.

KR 10-0641756 B1

본 발명은 일 측면으로서, 무산화분위기를 보다 안정적으로 조성하여 품질결함을 최소화할 수 있는 산화방지장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 강판으로 가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절하도록 한 쌍이 설치되는 와이핑부; 상기 와이핑부에 일체로 설치되어 함께 이동하고, 상기 와이핑부를 둘러싸도록 한 쌍이 설치되어 무산화분위기를 조성하는 실링박스부; 및, 한 쌍의 상기 실링박스부의 적어도 일부가 서로 겹쳐지는 실링라인을 둘러싸도록 설치되고, 불활성가스가 채워진 완충챔버부;를 포함하고, 상기 실링박스부가 상기 와이핑부와 함께 이동되어 상기 실링박스부 내부의 체적이 증가시, 상기 실링박스부의 내부압력이 감소하면서 상기 완충챔버부의 내부에 채워진 불활성가스가 상기 실링라인을 통해 상기 실링박스부로 유입되는 산화방지장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 완충챔버부는, 상기 실링박스부에 일체로 설치되어 함께 이동하고, 상기 실링라인을 둘러싸도록 한 쌍이 설치되면서 적어도 일부가 서로 겹쳐지는 완충라인이 형성될 수 있다.바람직하게, 상기 완충챔버부는, 상기 실링박스부의 실링라인을 둘러싸도록 상기 실링박스부 방향으로 밀착 가능하게 설치될 수 있다.

바람직하게, 고정구조물에 고정되고, 상기 완충챔버부를 상기 실링박스부의 실링라인 방향으로 밀착시키는 밀착구동부;를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 강판으로 가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절하도록 한 쌍이 설치되는 와이핑부; 상기 와이핑부에 일체로 설치되어 함께 이동하고, 상기 와이핑부를 둘러싸도록 한 쌍이 설치되어 무산화분위기를 조성하는 실링박스부; 한 쌍의 상기 실링박스부의 적어도 일부가 서로 겹쳐지는 실링라인을 둘러싸도록 설치되고, 불활성가스가 채워진 완충챔버부; 및, 고정구조물에 고정되고, 상기 완충챔버부를 상기 실링박스부의 실링라인 방향으로 밀착시키는 밀착구동부;를 포함하고, 상기 밀착구동부는, 고정구조물에 고정되는 밀착프레임; 상기 완충챔버부에 일측 단부가 고정되고, 타측단부에 설치된 조절너트를 조절하여 상기 밀착프레임 상에서 이동 가능하게 설치되는 조절봉부재; 및, 상기 완충챔버부와 상기 밀착프레임의 사이에 제공되어 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 구비하는 산화방지장치를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 강판으로 가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절하도록 한 쌍이 설치되는 와이핑부; 상기 와이핑부에 일체로 설치되어 함께 이동하고, 상기 와이핑부를 둘러싸도록 한 쌍이 설치되어 무산화분위기를 조성하는 실링박스부; 한 쌍의 상기 실링박스부의 적어도 일부가 서로 겹쳐지는 실링라인을 둘러싸도록 설치되고, 불활성가스가 채워진 완충챔버부; 및, 고정구조물에 고정되고, 상기 완충챔버부를 상기 실링박스부의 실링라인 방향으로 밀착시키는 밀착구동부;를 포함하고, 상기 밀착구동부는, 상기 완충챔버부를 상기 실링박스부 방향으로 밀착시키는 밀착모드; 및, 상기 실링박스부와 상기 와이핑부가 함께 이동시, 상기 완충챔버부와 상기 실링박스부 사이의 밀착을 해제시키는 밀착해제모드;를 구비하는 산화방지장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 완충챔버부의 제2 내부압력은 상기 실링박스부의 제1 내부압력과 동등 또는 그 이상일 수 있다.

바람직하게, 상기 완충챔버부의 제2 내부압력은 외부의 대기압보다 상대적으로 크게 유지될 수 있다.

바람직하게, 상기 완충챔버부에 불활성가스가 채워지는 제2 체적공간은, 상기 실링박스부에 불활성가스가 채워지는 제1 체적공간의 5 ~ 20 %의 비율로 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 완충챔버부의 내부로 불활성가스를 공급하는 가스공급부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 무산화분위기를 보다 안정적으로 조성하여 품질결함을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 도금장치를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 도금장치로 도금강판 생산시 발생하는 산화성 표면결함을 도시한 도면이다.
도 3은 와이핑부에 실링박스부가 설치되고, 실링박스부에 완충챔버부가 설치되지 않은 경우를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화방지장치를 도시한 사시도이다.
도 5a는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ' 방향을 도시한 도면이다.
도 5b는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ' 방향을 도시한 도면이다.
도 5c는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ' 방향을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화방지장치를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 일 실시예에 따른 산화방지장치를 도시한 평면도이다.
도 8a는 실링박스부에 완충챔버부가 설치되지 않은 경우(case 1)를 도시한 도면이다.
도 8b는 실링박스부에 완충챔버부가 설치된 경우(case 2)를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8a(Case1)의 경우, 실링박스부가 와이핑부와 함께 이동할 때, 실링박스부 내부로 침입되는 산소의 이동을 보여주는 도면이다.
도 10은 도 8b(Case2)의 경우, 완충챔버부를 측면에 장착한 실링박스부가 와이핑부가 함께 이동할 때, 실링박스부 내부로 침입되는 산소의 이동을 보여주는 도면이다.
도 11은 도 8a(Case1)과 도 8b(Case2)에 대하여 실링박스부 내 산소 농도변화를 시간에 따라 측정한결과를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명과는 달리 와이핑부(100)에 실링박스부(200)만이 설치되고, 실링박스부(200)에 완충챔버부(300)가 설치되지 않은 경우에는 실링박스부(200)의 내부공간에 무산화분위기를 안정적으로 조성할 수 없어 강판(S)에 품질결함이 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 산화방지장치는 실링박스부(200)와 함께 완충챔버부(300)를 포함하여, 실링박스부(200)의 내부공간에 무산화분위기를 보다 안정적으로 조성하여 강판(S) 등의 제품의 품질결함을 최소화하고자 한다.

이하, 도 4 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 산화방지장치에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 산화방지장치는 와이핑부(100), 실링박스부(200) 및, 완충챔버부(300)를 포함하고, 추가적으로 밀착구동부(400), 가스공급부(미도시)를 포함할 수 있다.

도 4 내지 도 5c를 참조하면, 산화방지장치는 강판(S)으로 가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절하도록 한 쌍이 설치되는 와이핑부(100)와, 상기 와이핑부에 일체로 설치되어 함께 이동하고,상기 와이핑부(100)를 둘러싸도록 한 쌍이 설치되어 무산화분위기를 조성하는 실링박스부(200) 및, 한 쌍의 상기 실링박스부의 적어도 일부가 서로 겹쳐지는 실링라인을 둘러싸도록 설치되고, 불활성가스가 채워진 완충챔버부(300)를 포함할 수 있다.

도 5a를 참조하면, 와이핑부(100)는 강판(S)으로 가스를 분사하여 강판(S)에 도금된 도금층의 두께를 조절하는 역할을 한다.

도금조(P)에서 상측으로 인출되는 강판(S)에 불활성가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절할 수 있다.

와이핑부(100)는 강판(S)을 사이에 두고 한 쌍의 마주하도록 배치될 수 있다.

와이핑부(100)는 강판(S)을 사이에 두고 대향되게 한 쌍이 배치되어, 강판(S)의 전면과 후면에 각각 불활성가스를 분사하여 강판(S)의 전면과 후면의 도금욕의 부착량을 조절한다.

일례로, 와이핑부(100)는 강판(S)과의 거리가 ± 5 mm의 크기로 주기적으로 이동될 수 있다.

와이핑부(100)에서 분사되는 불활성가스는 질소가스(N₂)로 구성될 수 있다.

와이핑부(100)는 강판(S)에 부착된 도금욕의 부착량의 조절을 위해, 강판(S) 방향으로 이동하면서 와이핑부(100)와 강판(S)과의 거리는 조절될 수 있다.

강판(S)은 아연도금강판(S) 또는 마그네슘 1% 이상, 알루미늄이 1% 이상 포함된 아연합금 도금강판(S)일 수 있다.

도 4 내지 도 5c를 참조하면, 실링박스부(200)는 와이핑부(100)를 둘러싸도록 설치되어 와이핑부(100)의 주변에 무산화분위기를 조성할 수 있다.

실링박스부(200)의 내부공간에는 질소(불활성가스) 등의 불활성가스가 충전된 상태를 유지할 수 있다.

일례로, 실링박스부(200)의 내부공간의 내부압력은 외부의 대기압보다 상대적으로 크게 유지될 수 있다.

실링박스부(200)에 의해 둘러싸인 내부공간은 외부의 공기가 차단되고, 강판(S) 주변은 와이핑부(100) 등에서 분사된 불활성가스 등에 의해 무산화분위기가 형성될 수 있다.

실링박스부(200)는 도금조(P)의 도금욕면에 하단이 침지되고, 와이핑부(100)를 둘러싸도록 설치될 수 있다.

실링박스부(200)에는 인접한 실링벽재가 겹쳐진 유격부분에 실링라인(210)이 형성될 수 있다.

실링라인(210)에는 인접한 실링벽재가 겹쳐진 상태에서 미세하게 떨어진 유격부분이 형성될 수 있다. 유격부분은 미세한 틈인바, 평소에는 이러한 유격부분을 통한 기체의 유출입량은 상당히 작을 수 있다.

다만, 실링박스부(200)가 와이핑부(100)와 함께 이동시에는 실링박스부(200) 내부의 체적변화로 인한 압력변화가 발생하여 유격부분이 형성된 실링라인(210)을 통한 기체의 유출입량은 크게 증가할 수 있다.

특히, 실링박스부(200)가 와이핑부(100)와 함께되어 강판(S)에서 멀어지는 방향으로 이동시, 실링박스부(200) 내부의 체적이 증가되고 증가된 체적으로 인해 내부압력이 감소하면서 유격부분이 형성된 실링라인(210)을 통해 실링박스부(200) 외부의 산소 등의 기체가 실링박스부(200)의 내부로 유입될 수 있다.

반대로, 실링박스부(200)가 와이핑부(100)와 함께되어 강판(S)으로 가까워지는 방향으로 이동시, 실링박스부(200) 내부의 체적이 감소되고 감소된 체적으로 인해 내부압력이 증가하면서 유격부분이 형성된 실링라인(210)을 통해 실링박스부(200) 내부의 질소(불활성가스) 등의 기체가 실링박스부(200)의 외부로 유출될 수 있다.

실링박스부(200)는 와이핑부(100)와 함께 이동할 수 있다.

일례로, 실링박스부(200)는 와이핑부(100)는 와이핑암에 일체로 고정되고, 와이핑암이 이동시 와이핑부(100), 실링박스부(200)는 일체로 함께 이동할 수 있다.

실링박스부(200)는 와이핑부(100)와 일체로 고정될 수 있고, 와이핑부(100)가 강판(S) 방향으로 이동시 실링박스부(200)도 와이핑부(100)와 일체로 이동할 수 있다.

도금욕의 부착량의 조절을 위해, 와이핑부(100)를 이동시켜 와이핑부(100)와 강판(S)의 거리를 조절시 와이핑부(100)와 일체로 이동하는 실링박스부(200)의 내부공간의 체적이 변화될 수 있다.

이에 따라, 실링박스부(200)의 내부공간의 체적이 증가시, 실링박스부(200) 내부공간의 압력이 순간적으로 저하되면서 실링박스부(200)의 실링라인(210)을 통해 외부의 기체가 유입될 수 있다.

실링박스부(200)의 실링라인(210)의 외측에 완충챔버부(300)가 설치되지 않을 경우에는, 실링박스부(200)의 내부공간의 체적이 증가시 유격부분이 형성된 실링라인(210)을 통해 외부의 산소가 유입되면서 도금된 강판(S)에 품질결함이 발생할 수 있다.

본 발명의 산화방지장치는 실링박스부(200)와 함께 완충챔버부(300)를 포함하여, 실링박스부(200)의 내부로 외부의 산소가 유입되어 강판(S)에 품질결함이 발생하는 것을 최소할 할 수 있다.

도 5a 및, 도 5b에 도시된 바와 같이, 실링박스부(200)가 와이핑부(100)와 일체형으로 구성될 경우, 와이핑부(100)와 강판(S) 사이의 거리조절을 위해 강판(S)의 전면방향과 후면 방향으로 각각 1 세트씩 구비되어 조립될 수 있다.

실링박스부(200)는 강판(S)의 전면방향과 후면 방향에 각각 1 세트가 배치되고, 실링라인(210)을 경계로 서로 겹쳐지게 배치될 수 있다.

실링박스부(200)의 상단에는 강판(S)이 인출되는 이송통로가 형성될 수 있다.

실링박스부(200)는 강판(S)의 최대폭 보다 50 mm 이상 크게 구성될 수 있다.

일례로, 강판(S)의 폭은 700 ~ 1800 mm이고, 실링박스부(200)는 강판(S)의 최대폭에 비해 50 mm 이상 클 수 있다. 즉, 실링박스부(200)는 1850 mm 이상의 폭을 가질 수 있다.

본 발명의 산화방지장치는 실링박스부(200)를 활용하여 와이핑부(100)를 포함하는 도금욕을 주변 대기와 격리시키며, 실링박스부(200)의 내부공간에 불활성가스(N2 가스 등)를 주입하여 산소농도를 제어할 수 있다.

도 4 내지 도 5c를 참조하면, 완충챔버부(300)는 실링박스부(200)의 실링라인(210)을 둘러싸도록 설치되어, 실링라인(210)이 외기로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

완충챔버부(300)의 내부공간에는 질소 등의 불활성가스가 채워질 수 있다.

완충챔버부(300)는 실링박스부(200)가 와이핑부(100)와 함께 이동시 실링라인(210) 전체를 덮도록 설치될 수 있고, 실링라인(210)은 완충챔버부(300)에 의해 둘러싸지면서 외기와 차단될 수 있다.

따라서, 완충챔버부(300)가 실링박스부(200)의 실링라인(210)을 둘러싸도록 설치됨으로써, 실링박스부(200)의 내부공간의 체적의 변화로 실링라인(210)을 통해 기체가 유입시, 외부의 산소가 아닌 완충챔버부(300)의 내부에 채워진 불활성가스가 유입되면서 실링박스부(200) 내부공간의 무산화분위기를 유지할 수 있다.

도 4를 참조하면, 완충챔버부(300)는 실링박스부(200)의 형상에 대응되는 형상으로 구성될 수 있다.

일례로, 완충챔버부(300)의 측면의 형상은 실링박스부(200)의 측면의 형상과 동일한 형상를 가질 수 있다.

다른 일례로, 완충챔버부(300)는 실링박스부(200)의 실링라인(210)을 덮도록 최소화된 크기로 구성될 수 있다.

도 4 및, 도 6을 참조하면, 실링박스부(200)는, 와이핑부(100)를 둘러싸도록 설치되어 무산화분위기를 조성하는 복수 개의 실링벽재를 구비하고, 한 쌍의 실링박스부(200)는 인접한 실링벽재 중 적어도 일부가 서로 겹쳐지게 배치되면서 실링라인(210)을 형성할 수 있다.

도 5b를 참조하면, 한 쌍의 실링박스부(200)의 인접한 실링벽재는 적어도 일부가 서로 겹쳐지게 배치될 수 있다.

한 쌍의 실링박스부(200)는 인접한 실링벽재가 슬라이드 가능하게 겹쳐진 상태의 실링라인(210)을 형성할 수 있다.

인접한 실링벽재가 슬라이드 가능하게 겹쳐진 상태로 배치되어, 실링라인(210)을 통해 실링박스부(200)의 내부공간으로 외기가 유입되는 것을 최소화할 수 있다.

겹쳐지게 배치된 실링벽재의 사이는 와이핑부(100)의 이동시에도 겹침상태가 유지되면서, 실링박스부(200)의 내부공간으로 외기가 유입되는 것이 최소화되면서 실링박스부(200)는 무산화분위기가 유지될 수 있다.

도 4 및, 도 6을 참조하면, 실링박스부(200)는 와이핑부(100)의 전후 방향으로 제공되는 제1 실링벽재(201) 및, 와이핑부(100)의 좌우방향으로 제공되는 제2 실링벽재(202)를 구비할 수 있다.

복수 개의 실링벽재 중 와이핑부(100)의 좌우방향으로 제공되는 제2 실링벽재(202)는 서로 겹쳐지게 배치되면서 실링라인(210)을 형성할 수 있다.

제1 실링벽재(201)는 와이핑부(100)를 따라 폭방향으로 연장 형성되고, 와이핑부(100)를 사이에 두고 전후 방향으로 대향되게 배치될 수 있다.

제2 실링벽재(202)는 와이핑부(100)를 사이에 두고 좌우방향으로 대향되게 배치될 수 있다.

실링박스부(200)의 상측에는 제3 실링벽재(203)가 형성되고, 제3 실링벽재(203)에는 강판(S)이 인출되는 인출통로가 형성될 수 있다.

인출통로의 양측 단부영역에는 강판(S)의 폭에 따라 인출통로의 폭을 조절하는 통로조절부(500)가 설치될 수 있다.

실링박스부(200)의 하측의 개방될 수 있고, 도금조(P)의 도금욕면에 실링박스부(200)의 하단이 침지될 수 있다.

도 4를 참조하면, 완충챔버부(300)는, 상기 실링박스부(200)에 일체로 설치되어 함께 이동하고, 상기 실링라인(210)을 둘러싸도록 한 쌍이 설치되면서 적어도 일부가 서로 겹쳐지는 완충라인(310)이 형성될 수 있다.

완충챔버부(300)는, 실링박스부(200)의 실링라인(210)을 둘러싸도록 설치되는 복수 개의 완충벽재를 구비하고, 한 쌍의 완충챔버부(300)의 인접한 완충벽재는 적어도 일부가 서로 겹쳐지게 배치되면서 완충라인(310)을 형성할 수 있다.

복수 개의 완충벽재는 실링라인(210)을 둘러싸도록 설치될 수 있다.

한 쌍의 실링박스부(200)의 인접한 실링벽재가 겹쳐지는 부분에는 실링라인(210)이 형성되고, 한 쌍의 완충챔버부(300)의 인접한 완충벽재가 겹쳐지는 부분에는 완충라인(310)이 형성될 수 있다.

한 쌍의 완충챔버부(300)는 인접한 완충벽재가 슬라이드 가능하게 겹쳐진 상태의 완충라인(310)을 형성할 수 있다.

한 쌍의 완충챔버부(300)는 인접한 완충벽재가 슬라이드 가능하게 겹쳐진 상태로 배치되어, 완충라인(310)을 통해 완충챔버부(300)의 내부공간으로 외기가 유입되는 것을 최소화할 수 있다.

한 쌍의 완충챔버부(300)는 겹쳐지게 배치된 완충벽재의 사이는 와이핑부(100)의 이동시에도 겹침상태가 유지되면서, 완충챔버부(300)의 내부공간으로 외기가 유입되는 것이 최소화되면서 완충챔버부(300)의 내부공간은 불활성가스가 채워진 상태가 유지될 수 있다.

구체적으로, 완충챔버부(300)는 와이핑부(100)의 전후 방향으로 제공되는 제1 완충벽재(301) 및, 와이핑부(100)의 좌우방향으로 제공되는 제2 완충벽재(302)를 구비할 수 있다. 완충박스부의 상측에는 제3 완충벽재(303)가 형성될 수 있다.

한 쌍의 완충챔버부(300)는 복수 개의 완충벽재 중 와이핑부(100)의 좌우방향으로 제공되는 제2 완충벽재(302)는 서로 겹쳐지게 배치되면서 완충라인(310)을 형성할 수 있다.

완충챔버부(300) 및, 실링박스부(200)는 와이핑부(100)와 함께 이동할 수 있다.

일례로, 완충챔버부(300) 및, 실링박스부(200)는 와이핑부(100)는 와이핑암에 일체로 고정되고, 와이핑암이 이동시 와이핑부(100), 실링박스부(200) 및, 완충챔버부(300)는 일체로 함께 이동할 수 있다.

즉, 실링박스부(200)의 실링벽체와 완충챔버부(300)의 완충벽체는 일체로 결합된 상태에서 동시에 이동될 수 있다.

도 4 및, 도 7을 참조하면, 완충챔버부(300)는, 상기 실링박스부(200)의 실링라인(210)을 둘러싸도록 상기 실링박스부(200) 방향으로 밀착 가능하게 설치될 수 있다.완충챔버부(300)는, 실링박스부(200)의 실링라인(210)을 둘러싸도록 상기 실링박스부(200) 방향으로 밀착되거나, 밀착해제가 가능하게 설치될 수 있다.

완충챔버부(300)는 와이핑부(100) 및, 실링박스부(200)와 일체로 설치되지 않고, 개별적으로 이동 가능하도록 와이핑부(100) 및, 실링박스부(200)와 별도로 설치될 수 있다.

즉, 완충챔버부(300)는 와이핑부(100)와 실링박스부(200)가 함께 이동되지 않을 수 있고, 밀착구동부(400)를 매개로 고정구조물에 고정될 수 있다.

또한, 와이핑부(100)와 강판(S)과의 거리조절을 위해 와이핑부(100)와 실링박스부(200)가 함께 이동시, 완충챔버부(300)는 와이핑부(100)와 함께 이동하지 않을 경우 실링박스부(200) 내부공간의 무산화분위기를 보다 안정적으로 조성하여 강판(S)의 품질결함을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 7을 참조하면, 산화방지장치는 고정구조물에 고정되고, 상기 완충챔버부(300)를 상기 실링박스부(200)의 실링라인(210) 방향으로 밀착시키는 밀착구동부(400)를 더 포함할 수 있다.

밀착구동부(400)는 고정구조물에 고정된 상태에서 탄성력을 매개로 완충챔버부(300)를 실링박스부(200)의 실링라인(210) 방향으로 밀착시킬 수 있다.

완충챔버부(300)는 밀착구동부(400)를 매개로 고정구조물에 연결될 수 있다.

일례로, 고정구조물은 와이핑부(100)가 설치되는 와이핑암일 수 있다.

도 7의 우측 부분과 같이, 와이핑부(100)와 함께 실링박스부(200)의 실링벽재의 겹쳐진 부분이 이동시에는, 밀착구동부(400)는 완충챔버부(300)를 실링박스부(200)로 밀착시키지 않아 실링벽재의 겹쳐진 부분은 원활하게 이동할 수 있다.

도 7의 좌측 부분과 같이, 실링박스부(200)의 실링벽재의 겹쳐진 부분의 이동이 끝나고, 강판(S)에 도금을 실시하기 전에 밀착구동부(400)는 완충챔버부(300)를 실링박스부(200)로 밀착시킬 수 있다.

도 7을 참조하면, 밀착구동부(400)는, 고정구조물에 고정되는 밀착프레임(410)과, 상기 완충챔버부(300)에 일측 단부가 고정되고, 타측단부에 설치된 조절너트(440)를 조절하여 상기 밀착프레임(410) 상에서 이동 가능하게 설치되는 조절봉부재(430) 및, 상기 완충챔버부(300)와 상기 밀착프레임(410)의 사이에 제공되어 탄성력을 제공하는 탄성부재(450)를 구비할 수 있다.

밀착프레임(410)은 고정구조물에 설치되고, 밀착프레임(410)에는 조절봉부재(430)가 이동 가능하게 설치될 수 있다.

조절봉부재(430)는 일측단부는 완충챔버부(300)에 고정되고, 밀착프레임(410)을 관통한 상태에서 조절봉부재(430)의 타측 단부에 설치된 조절너트(440)의 조임력을 조절하여 조절봉부재(430)를 밀착프레임(410) 상에서 이동시킬 수 있다.

일례로, 조절봉부재(430)의 일측 단부가 완충챔버부(300)에 용접방식에 의해 고정되거나, 조절봉부재(430)의 일측 단부에 고정된 너트가 완충챔버부(300)에 용접방식에 의해 고정될 수 있다.

조절봉부재(430)의 타측 단부에 설치된 조절너트(440)를 정방향으로 회전시킬 경우, 조절봉부재(430)가 밀착프레임(410) 상에서 실링박스부(200) 방향으로 이동되면서 조절봉부재(430)에 고정된 완충챔버부(300)는 실링박스부(200)에 밀착될 수 있다.

조절봉부재(430)의 타측 단부에 설치된 조절너트(440)를 역방향으로 회전시킬 경우, 조절봉부재(430)가 밀착프레임(410) 상에서 실링박스부(200)의 반대 방향으로 이동되면서 조절봉부재(430)에 고정된 완충챔버부(300)는 실링박스부(200)에서 밀착이 해제될 수 있다.

탄성부재(450)는 완충챔버부(300)를 실링박스부(200) 방향으로 밀착시키도록 탄성력을 제공하는 역할을 한다.

탄성부재(450)는 완충챔버부(300)와 상기 밀착프레임(410)의 사이에 제공되고, 조절봉부재(430)가 관통하여 설치될 수 있다.

탄성부재(450)는 조절너트(440)가 조절되면서 조절봉부재(430)가 실링박스부(200) 방향으로 이동시 탄성부재(450)가 이완되고, 조절봉부재(430)에 고정된 완충챔버부(300)는 탄성부재(450)에 의해 가압되면서 실링박스부(200) 방향으로 밀착될 수 있다.

탄성부재(450)는 조절너트(440)가 조절되면서 조절봉부재(430)가 실링박스부(200) 반대방향으로 이동시 탄성부재(450)가 압축되고, 조절봉부재(430)에 고정된 완충챔버부(300)는 실링박스부(200)에서 밀착이 해제될 수 있다.

도 7을 참조하면, 밀착구동부(400)는, 상기 완충챔버부(300)를 상기 실링박스부(200) 방향으로 밀착시키는 밀착모드 및, 상기 실링박스부(200)가 상기 와이핑부(100)와 함께 이동시, 상기 완충챔버부(300)와 상기 실링박스부(200) 사이의 밀착을 해제시키는 밀착해제모드를 구비할 수 있다.

밀착모드는 도 7의 좌측부분에 도시된 바와 같이, 완충챔버부(300)가 실링박스부(200) 방향으로 밀착된 상태이다.

밀착모드가 필요한 이유는, 완충챔버부(300)는 와이핑부(100) 및, 실링박스부(200)와 일체로 설치되지 않고 완충챔버부(300)가 실링박스부(200) 방향으로 이동 이동 가능하게 설치될 경우, 완충챔버부(300)의 내부에 불활성가스가 충전된 상태를 유지하기 위해 완충챔버부(300)가 실링박스부(200) 방향으로 밀착될 필요가 있기 때문이다.밀착해제모드는 도 7의 우측 부분에 도시된 바와 같이, 완충챔버부(300)와 실링박스부(200) 사이의 밀착을 해제된 상태이다.

밀착해제모드가 필요한 이유는, 완충챔버부(300)가 실링박스부(200)와 밀착될 경우, 와이핑부(100)와 함께 이동하는 실링박스부(200)가 원활하게 이동할 수 없기 때문이다.

구체적으로, 밀착모드에서는 실링박스부(200)의 실링벽재의 겹쳐진 부분의 이동이 끝나고, 강판(S)에 도금을 실시하기 전에 밀착구동부(400)는 완충챔버부(300)를 실링박스부(200)로 밀착시켜 완충챔버부(300)의 내부를 불활성가스가 충전된 상태를 유지할 수 있다.

완충챔버부(300)에는 가스공급부(미도시)가 설치되어, 완충챔버부(300)의 내부로 불활성가스가 공급될 수 있음은 물론이다.

완충챔버부(300)의 제2 내부압력은 상기 실링박스부(200)의 제1 내부압력과 동등 또는 그 이상일 수 있다.

완충챔버부(300)의 제2 내부압력은 상기 실링박스부(200)의 제1 내부압력과 동등 또는 그 이상으로 유지됨으로써, 실링박스부(200)의 체적 증가로 내부압력이 순간적으로 감소할 경우, 완충챔버부(300)에 채워진 불활성가스가 실링라인(210)의 유격부분을 통해 유입되면서 외부의 산소가 실링박스부(200)의 내부공간으로 유입되는 것을 보다 원활하게 방지할 수 있다.

또한, 실링박스부(200)의 제1 내부압력은 외부의 대기압보다 상대적으로 크게 유지될 수 있다.

실링박스부(200)의 제1 내부압력은 외부의 대기압보다 상대적으로 크게 유지됨으로써, 외부의 산소가 실링박스부(200)의 내부공간으로 유입되는 것을 보다 원활하게 방지할 수 있다.

완충챔버부(300)의 제2 내부압력은 외부의 대기압보다 상대적으로 크게 유지될 수 있다.

완충챔버부(300)는 외부의 대기압보다 큰 내부압력을 유지하도록 구성됨으로써, 외부의 산소가 완충챔버부(300)의 내부공간으로 유입되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

따라서, 완충챔버부(300)의 내부공간에 질소 등의 불활성가스가 충전된 상태를 유지하고, 산소의 유입량을 최소화하여 실링라인(210)의 유격부분을 통해 외부의 산소가 실링박스부(200)의 내부공간으로 유입되는 것을 보다 원활하게 방지할 수 있다.

완충챔버부(300)에 불활성가스가 채워지는 제2 체적공간은, 상기 실링박스부(200)에 불활성가스가 채워지는 제1 체적공간의 5 ~ 20 %의 비율로 구성될 수 있다.

제1 체적공간은 실링박스부(200)에 불활성가스가 채워지는 내부공간의 체적이고, 제2 체적공간은 완충챔버부(300)에서 불활성가스가 채워지는 내부공간의 체적이다.

이때, 제2 체적공간은 제1 체적공간의 5 ~ 20 %의 비율로 구성하는 이유는 다음과 같다.

먼저, 제2 체적공간이 제1 체적공간의 5% 미만의 비율로 구성될 경우, 완충챔버부(300)의 완충라인(310)을 통해 유입된 산소가 실링라인(210)을 통해 실링박스부(200)의 내부로 유입되면서 품질결함이 발생할 수 있기 때문이다.

다음으로, 제2 체적공간이 제1 체적공간의 20 %를 초과하는 비율로 구성될 경우, 실링라인(210)을 통해 실링박스부(200)의 내부로 산소가 유입되는 것은 방지할 수 있으나, 완충챔버부(300)가 과도하게 커지면서 과다설계로 인한 경제성이 문제가 될 수 있기 때문이다.

일례로, 제1 체적공간이 1 ㎥ 인 경우 제2 체적공간은 0.05 ~ 0.2 ㎥ 로 구성될 수 있다.

완충챔버부(300)는 상기 실링박스부(200)를 사이에 두고 쌍을 이루도록 설치되고, 이 경우, 한 쌍의 완충챔버부(300)에 불활성가스가 채워지는 제2 체적공간은 실링박스부(200)에 불활성가스가 채워지는 제1 체적공간의 5 ~ 20 %의 비율로 구성될 수 있다.

일례로, 제1 체적공간은 실링박스부(200)의 내부공간에서 와이핑부(100)가 설치된 내부공간을 제외한 부분의 불활성가스가 채워지는 부분의 내부공간의 체적일 수 있다.

산화방지장치는 완충챔버부(300)의 내부로 불활성가스를 공급하는 가스공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

가스공급부(미도시)는 완충챔버부(300)와 연결되는 공급배관, 공급배관과 연결되고 불활성가스가 저장되는 공급탱크 등을 포함하여 구성될 수 있다.

가스공급부(미도시)는 완충챔버부(300)의 내부로 질소 등의 불활성가스를 지속적으로 공급하여 실링박스부(200) 내부공간의 무산화분위기를 보다 안정적으로 조성하여 강판(S)의 품질결함을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는, 도 8a 내지 도 11을 참조하여, 실링박스부(200)에 완충챔버부(300)가 설치되지 않은 경우(case 1)와, 실링박스부(200)에 완충챔버부(300)가 설치된 경우(case 2)의 외기의 유입정도를 평가한 실험과정을 설명하기로 한다.

도 8a는 실링박스부(200)에 완충챔버부(300)가 설치되지 않은 경우(case 1)를 도시한 도면이고, 도 8b는 실링박스부(200)에 완충챔버부(300)가 설치된 경우(case 2)를 도시한 도면이다.

도 8a 및, 도 8b는 case1과 case 2에서, 와이핑부(100)와 일체로 이동하는 실링박스부(200)에 대하여, 와이핑부(100)와 강판(S)간의 거리변화시 실링박스부(200)의 내부공간으로 외부산소의 침입에 대한 동적모사 조건을 보여주고 있다.

실제 조업에서는 강판(S) 도금량 조건이 바뀌는 시점에 와이핑부(100)와 강판(S)간 거리가 변화되지만 동적해석시 계산 부하를 감안하여 본 실험에는 주기적으로 변화하도록 변화 타이밍을 줄여서 계산하였다.

와이핑부(100)와 강판(S)간 거리는 ±5mm 크기로 주기적으로 이동하며, 실링박스부(200)와 완충챔버부(300)는 초기에 질소(N2)가 충진된 상태이고, 와이핑부(100)로부터 분사되는 질소는 모두 실링박스부(200) 상부로 강판(S)과 함께 빠져나가는 조건으로 계산을 수행하였다.

도 8a 및 도 9를 참조하면, case 1에서 실링박스부(200)의 외부의 유격부분이 형성된 실링라인(210)은 대기압에 노출되어 있다.

도 9는 Case1의 경우에 실링박스부(200)가 와이핑부(100)와 함께 이동할 때, 실링박스부(200) 내부로 침입되는 산소의 이동을 보여주고 있다.

실링박스부(200)가 와이핑부(100)와 함께 이동할 때, 와이핑부(100)의 이동 주기에 맞추어 실링박스부(200) 내부공간의 체적이 변동하는데, 체적이 증가할 때, 외부로 산소가 유입됨을 보여주고 있고, 시간이 지남에 따라 내부 공간에는 산소의 농도가 증가됨을 알 수 있다.

도 8b 및 도 10을 참조하면, case 2에서 실링박스부(200)의 외부의 유격부분이 형성된 실링라인(210)은 완충챔버부(300)의 내부공간으로 노출되고, case 2에서 완충챔버부(300)의 외부의 유격부분이 형성된 완충라인(310)은 대기압에 노출되어 있다.

도 10은 Case2의 경우에 완충챔버부(300)를 측면에 장착한 실링박스부(200)가 와이핑부(100)와 함께 이동할 때, 실링박스부(200) 내부로 침입되는 산소의 이동을 보여주고 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, case2는 case1에 비해, 실링박스부(200) 내부로 유입되는 산소의 양이 현저하게 줄어듦을 알 수 있다.

초기 완충챔버부(300) 내에 질소가 충진된 상태이고, 더 이상 질소가 공급되지 않는 점을 고려하더라도 외기 산소에 의한 실링박스부(200) 내부의 질소분위기에 큰 영향을 주지 못함을 알 수 있다.

도 11은 상기 Case 1과 Case 2에 대하여 실링박스부(200) 내 산소 농도변화를 시간에 따라 측정한결과를 보여주고 있다.

그래프에서 보여지듯이 실링박스부(200)의 체적이 증가할 때, 산소농도가 증가하고, 다시 체적이 감소할 때는 소폭 감소하는 추세를 보이게 된다.

그러나, 유입되는 산소의 양이 배출되는 양보다 현저히 많기 때문에 시간의 흐름이 따라 실링박스부(200) 내부의 산소 농도는 상승하게 된다.

이는, 완충챔버부(300)가 설치되지 않은 경우(Case1)에서 두드러지게 나타나며, 완충챔버부(300)가 설치되었을 경우(Case2) 산소 농도의 상승 폭이 작아짐을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100: 와이핑부 200: 실링박스부
201: 제1 실링벽재 202: 제2 실링벽재
203: 제3 실링벽재 210: 실링라인
300: 완충챔버부 301: 제1 완충벽재
302: 제2 완충벽재 303: 제3 완충벽재
310: 완충라인 400: 밀착구동부
410: 밀착프레임 430: 조절봉부재
440: 조절너트 450: 탄성부재
500: 통로조절부 P: 도금조
Q: 에어나이프 S: 강판

Claims

강판으로 가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절하도록 한 쌍이 설치되는 와이핑부;
상기 와이핑부에 일체로 설치되어 함께 이동하고, 상기 와이핑부를 둘러싸도록 한 쌍이 설치되어 무산화분위기를 조성하는 실링박스부; 및,
한 쌍의 상기 실링박스부의 적어도 일부가 서로 겹쳐지는 실링라인을 둘러싸도록 설치되고, 불활성가스가 채워진 완충챔버부;를 포함하고,
상기 실링박스부가 상기 와이핑부와 함께 이동되어 상기 실링박스부 내부의 체적이 증가시, 상기 실링박스부의 내부압력이 감소하면서 상기 완충챔버부의 내부에 채워진 불활성가스가 상기 실링라인을 통해 상기 실링박스부로 유입되는 산화방지장치.
제1항에 있어서, 상기 완충챔버부는,
상기 실링박스부에 일체로 설치되어 함께 이동하고, 상기 실링라인을 둘러싸도록 한 쌍이 설치되면서 적어도 일부가 서로 겹쳐지는 완충라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 산화방지장치.
제1항에 있어서, 상기 완충챔버부는,
상기 실링박스부의 실링라인을 둘러싸도록 상기 실링박스부 방향으로 밀착 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 산화방지장치.
제3항에 있어서,
고정구조물에 고정되고, 상기 완충챔버부를 상기 실링박스부의 실링라인 방향으로 밀착시키는 밀착구동부;를 더 포함하는 산화방지장치.
강판으로 가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절하도록 한 쌍이 설치되는 와이핑부;
상기 와이핑부에 일체로 설치되어 함께 이동하고, 상기 와이핑부를 둘러싸도록 한 쌍이 설치되어 무산화분위기를 조성하는 실링박스부;
한 쌍의 상기 실링박스부의 적어도 일부가 서로 겹쳐지는 실링라인을 둘러싸도록 설치되고, 불활성가스가 채워진 완충챔버부; 및,
고정구조물에 고정되고, 상기 완충챔버부를 상기 실링박스부의 실링라인 방향으로 밀착시키는 밀착구동부;를 포함하고,
상기 밀착구동부는,
고정구조물에 고정되는 밀착프레임;
상기 완충챔버부에 일측 단부가 고정되고, 타측단부에 설치된 조절너트를 조절하여 상기 밀착프레임 상에서 이동 가능하게 설치되는 조절봉부재; 및,
상기 완충챔버부와 상기 밀착프레임의 사이에 제공되어 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 구비하는 산화방지장치.
강판으로 가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절하도록 한 쌍이 설치되는 와이핑부;
상기 와이핑부에 일체로 설치되어 함께 이동하고, 상기 와이핑부를 둘러싸도록 한 쌍이 설치되어 무산화분위기를 조성하는 실링박스부;
한 쌍의 상기 실링박스부의 적어도 일부가 서로 겹쳐지는 실링라인을 둘러싸도록 설치되고, 불활성가스가 채워진 완충챔버부; 및,
고정구조물에 고정되고, 상기 완충챔버부를 상기 실링박스부의 실링라인 방향으로 밀착시키는 밀착구동부;를 포함하고,
상기 밀착구동부는,
상기 완충챔버부를 상기 실링박스부 방향으로 밀착시키는 밀착모드; 및,
상기 실링박스부와 상기 와이핑부가 함께 이동시, 상기 완충챔버부와 상기 실링박스부 사이의 밀착을 해제시키는 밀착해제모드;를 구비하는 산화방지장치.
제1항에 있어서,
상기 완충챔버부의 제2 내부압력은 상기 실링박스부의 제1 내부압력과 동등 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 산화방지장치.
제1항에 있어서,
상기 완충챔버부의 제2 내부압력은 외부의 대기압보다 상대적으로 크게 유지되는 것을 특징으로 하는 산화방지장치.
제1항에 있어서,
상기 완충챔버부의 내부로 불활성가스를 공급하는 가스공급부;를 더 포함하는 산화방지장치.