KR102572924B1 - 초음파 탈지 관리 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세정 설비에서 이동 스트립을 연속 세정하는 방법에 관한 것으로, 상기 세정 설비는, 수용액 (3) 을 담고 있는 탱크 (2), 상기 탱크 내로 상기 스트립을 안내하기 위한 상기 수용액에 침지된 적어도 하나의 롤 (4), 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5), 상기 탱크 내에 수용액을 공급하기 위한 수단 (6), 상기 탱크를 비우기 위한 수단 (7), 상기 탱크 내의 수용액 레벨 (9) 을 추정하기 위한 수단 (8), 각 초음파 방출 수단에 대해, 상기 수용액 레벨까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 산출하기 위한 수단 (10), 및 상기 적어도 하나의 초음파 방출 수단의 파워를 제어하기 위한 수단 (11) 을 포함하고, 상기 방법은, 연속적으로 수행되는 하기 단계들: 
상기 탱크 내의 수용액 레벨을 추정하는 단계, 
각 초음파 방출 수단에 대해 상기 수용액 레벨까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 산출하는 단계, 
각 초음파 방출 수단에 대해 상기 수용액 레벨까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 결정된 임계치와 비교하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 탱크 내의 스트립을 초음파로 연속적으로 세정하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 상기 세정 탱크의 전반적인 관리 (global management) 를 용이하게 한다.
야금 분야에서는, 높은 표면 품질을 갖는 스트립을 생산하는 것이 매우 중요하다. 압연 단계 동안, 철, 금속 입자, 오물 및 그리스 (grease) 가 금속 스트립에 부착된다. 이러한 부착은 스트립 표면 품질 포스트-코팅 (post-coating) 의 저하를 초래하는데, 이는 부착물이 코팅 아래에 포획되어 표면이 매끄럽지 않을 것이기 때문이다. 이러한 단점을 피하기 위해, 스트립은 코팅 단계 전에 세정된다. 일반적으로, 압연 작업 후에 그리고 어닐링 또는 코팅 전에 일어난다. 그렇게 하기 위해, 대부분의 세정 라인은 세정 작업들 중 전해 프로세스를 이용한다. 그러나, 이러한 기술은 화재와 같은 안전 위험을 초래하는 H2 축적으로 인해 높은 안전 위험이 있다. 그 결과, 전해 프로세스를 대체하기 위해 초음파를 이용하는 세정 라인이 개발되었다. 당연히, 특히 초음파 방출 수단의 관리에 관한 새로운 문제가 발생하였다. 일반적으로, 진동하는 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 변환기가 사용되어 초음파를 생성한다. 이러한 최근 문제점에도 불구하고, 이러한 라인은 더 안전하며 부산물을 덜 생성하고 전기를 덜 소비하여 더 환경 친화적이기 때문에 흥미롭다.
초음파 세정은 수용액 압력의 국부적인 변화를 유도하는 수용액을 통한 초음파 (또는 더 일반적으로는 음파 (acoustic wave)) 의 전파에 의해 작동한다. 부압이 충분히 낮을 때 (수용액 증기압보다 낮을 때), 수용액 응집력이 파괴되고, 가스 버블 (캐비테이션 (cavitation) 버블이라고도 불림) 이 형성된다. 그리고, 이 버블은 (음파 전파로 인해) 압력 변화를 받고, 이는 이 버블이 붕괴될 때까지 연속적으로 팽창 및 수축하게 한다. 초음파는 열적 효과를 유발하지만, 또한 캐비테이션에 의한 기계적 효과도 유발한다. 실제로, 캐비테이션 버블이 파괴될 때, 두 가지 현상이 일어난다:
- 버블 내에 존재하는 가스의 맹렬한 압축으로 인한 충격파,
- 마이크로-제트: 고체 표면 근처에서, 버블 내파는 비대칭이 되고, 결과적인 충격파는 고체 표면을 향하는 수용액 마이크로-제트를 생성한다. 마이크로-제트가 고체 표면에 미치는 영향은 에너지가 풍부하며, 이러한 기계적 효과는 냉간 압연 후 스트립 표면의 세정을 위한 갈바니제이션 (galvanization) 에 사용될 수 있다.
특허 KR 2005 006 3145 에는 강판 세정 장치가 개시되어 있다. 상기 강판은 알칼리 용액으로 채워진 탱크를 통과하는데, 통과하는 강판의 각 측면에 위치된 박스들 내에 초음파 방출 수단이 배치된다.
그러나, 상기 방법 및 그 장치를 이용하면, 초음파 방출 수단의 전력이 효율적으로 관리될 수 없다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 해결책을 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 1 에 따른 방법을 제공함으로써 달성된다. 이 방법은 또한 청구항 2 내지 7 의 임의의 특징을 포함할 수 있다. 이 목적은 청구항 8 내지 13 에 따른 장치를 제공함으로써 또한 달성된다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 본 발명의 이하의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
본 발명을 설명하기 위해, 다양한 실시형태들 및 비제한적인 예의 시도가 특히 아래의 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1a 및 도 1b 는 초음파 방출 수단을 갖는 탱크의 일 실시형태의 측면도 및 정면도를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b 는 초음파 방출 수단을 갖는 탱크의 제 2 실시형태의 측면도 및 상면도를 보여준다.
도 3a 및 도 3b 는 관형 압전 변환기의 2 개의 실시형태를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b 는 위 및 아래 방식으로 배치된 초음파 방출 수단을 갖는 초음파 탱크의 두 실시형태의 측면도를 나타낸다.
도 5 는 본 발명의 특정 실시형태를 나타낸다.
도 6 은 초음파 방출 수단의 종류가 세정 효율에 미치는 영향을 보여준다.
도 2a 및 도 2b 는 초음파 방출 수단을 갖는 탱크의 제 2 실시형태의 측면도 및 상면도를 보여준다.
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도 4a 및 도 4b 는 위 및 아래 방식으로 배치된 초음파 방출 수단을 갖는 초음파 탱크의 두 실시형태의 측면도를 나타낸다.
도 5 는 본 발명의 특정 실시형태를 나타낸다.
도 6 은 초음파 방출 수단의 종류가 세정 효율에 미치는 영향을 보여준다.
본 발명은 세정 설비에서 이동 스트립을 연속 세정하는 방법에 관한 것으로, 상기 세정 설비는, 수용액을 담고 있는 탱크, 상기 탱크 내로 상기 스트립을 안내하기 위한 상기 수용액에 침지된 적어도 하나의 롤, 적어도 하나의 초음파 방출 수단, 상기 탱크 내에 수용액을 공급하기 위한 수단, 상기 탱크를 비우기 위한 수단, 상기 탱크 내의 수용액 레벨을 추정하기 위한 수단, 각 초음파 방출 수단에 대해, 상기 수용액 레벨까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 산출하기 위한 수단, 및 상기 적어도 하나의 초음파 방출 수단의 파워를 제어하기 위한 수단을 포함하고, 상기 방법은, 연속적으로 수행되는 하기 단계들을 포함한다:
- 상기 탱크 내의 수용액 레벨을 추정하는 단계,
- 각 초음파 방출 수단에 대해 상기 수용액 레벨까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 산출하는 단계,
- 각 초음파 방출 수단에 대해 상기 수용액 레벨까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 결정된 임계치와 비교하는 단계.
도 1a 및 도 1b 에 도시된 바와 같이, 통과 스트립 (S) 의 세정 설비 (1) 는 탱크 (2), 상기 탱크 내부의 수용액 (3) 을 포함한다. 상기 수용액 (3) 에 침지된 적어도 하나의 롤러 (4), 적어도 초음파 방출 수단 (5), 수용액을 공급하기 위한 수단 (6) 과 탱크를 비우기 위한 수단 (7) 을 또한 포함한다. 더욱이, 수용액 레벨 (9) 을 추정하기 위한 수단 (8), 각 초음파 방출 수단에 대한 수용액 레벨까지의 거리를 산출하기 위한 수단 (10) 및 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5) 의 파워를 제어하기 위한 수단 (11) 을 또한 포함한다.
공급 수단 (6) 은 바람직하게는 탱크의 상부 또는 탱크의 정상부에 위치되어, 탱크의 더 양호한 충전을 허용하여서, 세정 시간 및 스트립이 수용액을 통과하는 거리가 증가한다. 비움 수단 (7) 은 가능한 한 탱크를 비우기 위해 탱크의 하부에 그리고 우선적으로는 그 저부에 배치되며, 이러한 수단은 덤프 (dump), 재순환 (recycling) 또는 재생 (regenerating) 프로세스에 연결된 파이프 및 밸브일 수 있다.
적어도 하나의 침지 롤러 (4) 는 우선적으로 탱크의 저부에, 하지만 비움 수단 (7) 위에 있고, 이러한 배열은 수용액 (3) 을 통한 스트립 (S) 의 이동 거리 및 세정 시간을 증가시켜서 세정을 향상시킨다.
수용액 (3) 은 용액으로 채워진 다른 탱크 (미도시) 에 우선적으로 연결된, 파이프 및 밸브와 같은 공급 수단 (6) 에 의해 탱크 내로 도입된다.
세정 설비 (1) 는 바람직하게는 상기 탱크 (2) 위에 배치된 적어도 2 개 (탱크의 각 측에 적어도 하나, 예를 들어, 초음파 세정 설비의 상류 측 (13) 에 하나, 하류 측 (14) 에 다른 하나) 의 외부 롤러 (12) 를 포함한다. 롤러들 (12, 4) 은 우선적으로는 동일한 배향을 가지며, 예를 들어 그들의 회전 축들이 평행하다. 롤러들의 위치결정은 스트립 (S) 이 꼬임 없이 수용액 (3) 을 통과할 수 있도록 해야 한다.
수용액 레벨 (9) 을 추정하기 위한 수단 (8) 은 차압 캡터 (differential pressure captor) 또는 정수법 (hydrostatic method) 에 사용되는 임의의 수단일 수 있다. 수용액 레벨을 측정하기 위한 수단 (8) 은 또한 두 지시기들 (indicators) 사이의 수용액 레벨을 추정할 수 있도록 수용액의 존재 여부를 나타내는 욕 높이를 따라 배치된 여러 수용액 레벨 지시기들로 구성될 수 있다. 이러한 레벨 지시기는 진동 레벨 스위치일 수 있다.
적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5) 은 공급 수단 (6) 아래에 그리고 바람직하게는 침지 롤러 (4) 위에 상기 탱크 (2) 내부에 배치된다.
적어도 하나의 초음파 방출 수단의 파워를 제어하기 위한 수단 (11) 은, 각각의 초음파 방출 수단이 온 또는 오프인지를, 예를 들어, 초음파를 발생시키거나 발생시키지 않는지를 개별적으로 제어한다.
초음파 방출 수단 위치, 예를 들어 이들이 위치된 높이, 및 수용액 레벨을 추정하기 위한 수단 덕분에 수용액 레벨을 알면, 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5) 의 파워를 제어하기 위한 수단 (11) 은 각각의 초음파 방출 수단 (5) 에 대해 수용액 레벨까지의 거리를 결정하고, 이를 결정된 임계치와 비교한다. 상기 결정된 임계치는 초음파 방출 수단 (5) 이 손상이나 파괴 없이 사용하기 위해 수용액 (3) 에 침지되어야 하는 최소 거리와 동일하다.
여러 수용액 지시기들이 사용되는 경우, 각각의 수용액 레벨 지시기들은 초음파 방출 수단 위에서 결정된 임계치와 적어도 동일한 거리에 우선적으로 배치된다. 따라서, 각각의 초음파 방출 수단에 대해 수용액 레벨까지의 거리를 계산하기 위한 수단 (10) 은, 각각의 초음파 방출 수단에 대해, 결정된 임계치와 적어도 동일한 거리에서 수용액 레벨 아래에 있는지를 결정한다.
초음파 방출 수단 (5) 을 초음파 방출 수단의 파워를 제어하기 위한 수단 (11) 에 연결하는 와이어는 랙 (rack) 내에 배치될 수 있다. 이러한 배열은 와이어의 절단 또는 손상으로 인한 라인의 중단 및 위험을 방지할 수 있게 한다.
종래 기술에서는, 초음파 방출 수단의 파워를 수동으로 관리해야 하는 것 같다. 반면, 본 발명에 따른 방법에 의하면, 초음파 파워가 수용액 레벨의 기능에서 자동으로 관리될 수 있는 것 같다.
도 2a 및 도 2b 는 스트립 (S) 이 수용액을 통해 주로 수평으로 이동되는 연속 세정 설비의 제 2 바람직한 실시형태의 측면도 및 상면도를 나타낸다.
바람직하게는, 상기 방법은 또한 상기 결정된 임계치 아래의 수용액 레벨까지의 거리를 갖는 초음파 방출 수단의 파워를 감소시키는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 통과 스트립을 세정하지 않는 수용액 위의 초음파 방출 수단이 더 적은 에너지를 소모하기 때문에 에너지 손실을 방지하므로 이전에 제시된 방법을 개선한다. 명백하게, 이러한 방법은 또한 초음파 방출 수단이 적어도 결정된 임계치에 침지되지 않은 때 초음파 방출 수단의 파손 및/또는 과열을 방지한다. 파워는 초음파 방출 수단이 턴오프되도록 우선적으로 감소된다.
바람직하게는, 상기 수용액 레벨은 모든 초음파 방출 수단을 결정된 임계치와 적어도 동일한 거리까지 침지하도록 연속적으로 조정된다. 이는 설비가 최대 능력으로 사용되도록 모든 초음파 방출 수단이 사용되기 때문에 세정 성능을 높인다. 연속 세정 설비에서, 파워 제어 수단 (11) 은 수용액 레벨 측정 수단 (8) 및 초음파 방출 수단 관리 시스템 (11) 에 연결될 뿐만 아니라, 공급 수단 (6) 및 배출 수단 (7) 에 연결된다.
바람직하게는, 상기 방법은 수용액 레벨까지의 초음파 방출 수단의 거리가 상기 결정된 임계치 이상인 때에 그 초음파 방출 수단의 이전에 감소된 파워를 증가시키는 단계를 또한 포함한다. 이 단계는 효율적으로 사용될 수 있는 모든 초음파 방출 수단이 사용되기 때문에 설명한 방법을 개선하여서, 세정이 최대한 효율적으로 된다. 파워는 초음파 방출 수단이 최대 파워로 사용되도록 우선적으로 증가된다.
바람직하게는, 상기 스트립은 금속 스트립이다. 더 바람직하게는, 상기 금속 스트립은 강 스트립이다.
바람직하게는, 상기 수용액은 10 g/ℓ 내지 40 g/ℓ 의 알칼리 생성물을 함유한다. 물론, 이 범위의 알칼리 생성물의 농도가 세정을 향상시키고, 알칼리 생성물을 효율적으로 사용한다. 산성 또는 중성 용액과 같은 다른 용액이 사용될 수 있으며, 용액 선택은 기판 및 오염물질에 의존한다.
바람직하게는, 상기 수용액은 30℃ 내지 80℃ 의 온도이다. 물론, 세정 용액 온도가 높을수록, 프로세스의 세정 효율이 더 양호하지만, 초음파 방출 수단 수명이 더 짧아진다. 이 범위가 세정 효율과 초음파 방출 수단 수명 사이의 최선의 절충인 것 같다.
바람직하게는, 상기 연속 세정 설비 (1) 는 스트립 속도를 측정하기 위한 수단을 포함하고, 상기 초음파 방출 수단은 상기 스트립 속도가 5 m.s-1 미만일 때 스위치 오프된다. 보다 더 바람직하게는, 초음파 방출 수단은 스트립 속도가 0 m.s-1 일 때 스위치 오프된다. 이는 라인에 문제가 생기는 때에 에너지 소비를 줄일 수 있게 한다. 그렇게 하기 위해, 스트립 속도는 초음파 방출 수단 관리 시스템 (11) (미도시) 으로 보내진다.
또한, 본 발명은 다음을 포함하는 스트립 (S) 의 연속 세정을 위한 장치 (1) 에 관한 것이다:
- 수용액 (3) 을 담고 있는 탱크 (2),
- 적어도 하나의 롤 (4),
- 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5),
- 상기 탱크 내에 수용액을 공급하기 위한 수단 (6),
- 상기 탱크를 비우기 위한 수단 (7),
- 수용액 레벨을 추정하기 위한 수단 (8),
- 각 초음파 방출 수단에 대해 상기 수용액 레벨 (9) 까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 산출하기 위한 수단 (10),
- 상기 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5) 의 파워를 제어하기 위한 수단 (11), 및
- 상기 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5) 의 파워를 제어하기 위한 상기 수단 (11) 과 상기 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5) 을 연결하는 와이어 (W).
바람직하게는, 도 3a 및 도 3b 에 도시된 바와 같이, 상기 적어도 하나의 초음파 방출 수단은 적어도 하나의 압전 변환기 (160) 에 의해 진동하는 공진기 로드 (15) 이다. 이러한 초음파 방출 수단은 푸시-풀 (push-pull) 변환기 (5') 일 수 있다. 이러한 초음파 방출 수단은 초음파의 전방향성 (omnidirectional) 방출을 가능하게 한다. 결과적으로, 이는 초음파 방출 수단을 포함하는 박스에 비해 세정 효율을 향상시킨다. 도 3a 에 도시된 바와 같이, 이러한 초음파 방출 수단, 푸시-풀 변환기는 일반적으로 적어도 하나의 압전 변환기 (160) 를 일반적으로 포함하는 2 개의 초음파 드라이버헤드 (16) 에 의해 둘러싸인 중앙 공진기 로드 (15) 를 갖는다. 상기 드라이버헤드는 일반적으로 여러 압전 변환기들을 포함한다. 보다 더 바람직하게는, 이들은 25 kHz 의 주파수에서 작동하고 2 kW 를 생성한다. 그러나, 초음파 방출 수단 (5") 은 도 3b 에 도시된 바와 같이 단 하나의 구동 헤드 (16') 및 뾰족한 단부 (17) 를 갖는 공진기 로드로 구성될 수도 있다.
수중 (submersible) 박스가 장착된 것에 비해, 푸시-풀 변환기와 같은 변환기가 장착된 세정 탱크의 개선된 효율을 입증하기 위해 여러 시험이 수행되었다. 이 시험들에서, 스트립 샘플의 청정도 (cleanliness) 는 세정 단계 전에 그리고 후에 측정되었다. 이 실험들에서, 스트립은 2 kW 의 파워를 갖는 수중 박스 또는 2 kW 의 파워를 갖는 2 개의 푸시-풀 피에조 변환기들의 세트 및 65℃ 에서 10 g.L-1 의 NaOH 를 갖는 세정 욕을 포함하는 박스에 24 초 동안 침지된다. 실험 조건에서 24 초의 침지 시간은 약 6 초의 직접적인 노출 시간에 대응하는 것으로 가정되는데, 이는 스트립 부분이 수용액을 통한 이의 변위로 인해 실험 시간의 1/4 동안에만 초음파 방출 수단을 마주보기 때문이다.
하기 표에 기재된 바와 같이, 세정 효율은 "세정 단계 후의 추정 청정도" 로 나눈 "세정 단계 전의 추정 청정도" 이다. 청정도를 추정하기 위해, 3M 595 Scoth™ 접착제가 철 미분 (iron fines) 및 오일을 접착제에 부착시키기 위해 스트립 표면 상에 가압된다. 그 다음, 스카치의 반사율이 반사계 (reflectometer) 에 의해 측정된다. 이 반사율은 제곱 미터당 철 미분의 밀도와 연관된다. 접착제에 부착된 철 미분이 많을수록, 반사율은 낮아질 것이다. 결과적으로, 접착제 반사율이 높을수록, 스트립은 더 깨끗하다. 아래의 표는 실험의 주요 파라미터를 포함한다. 도 6 에서, 세정 효율은, 다양한 스트립 속도에 대해, 두 가지 타입의 초음파 방출 수단, 즉 푸시-풀 튜브 및 수중 박스에 대해 플롯팅된다.
바람직하게는, 상기 공진기 로드는 스트립 폭에 평행한 길이를 갖는다. 보다 더 바람직하게는, 로드는 도 1b 에서 볼 수 있는 바와 같이 전체 스트립 폭을 커버하는 방식으로 스트립 폭에 평행하게 위치된다. 이러한 배열은 스트립 폭을 따라 세정 균질성 (cleaning homogeneity) 및 세정 효율을 개선해야 한다. 탱크가 스트립 폭보다 작은 공진기 로드 길이를 갖는 적어도 2 개의 공진기 로드들을 포함할 때, 공진기 로드들은 전체 스트립 폭을 커버하기 위해 시프트된다.
드라이버헤드는 도 1a 및 도 1b 에 도시된 바와 같이 탱크 벽에, 또는 욕 내부에 배치된 전용 랙에 고정 또는 부착될 수 있다. 두 경우 모두, 위험을 방지하기 위해 와이어 (W) 에 특별히 주의하여야 한다.
바람직하게는, 도 4a 및 도 4b 에 도시된 바와 같이, 세정될 스트립 (S) 은 2 개의 반대 표면을 갖고, 본 발명에 따른 장치는 바람직하게는 상기 표면 각각을 향하는 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5) 을 포함한다. 스트립의 일 측에 배치된 초음파 방출 수단이 양 측면을 세정하더라도, 양 측에 초음파 방출 수단들을 갖는 것이 세정 품질을 증가시킨다. 더 유리하게는, 스트립이 탱크 내에서 수직으로 또는 준수직으로 통과될 때, 도 4a 및 도 4b 에 나타낸 바와 같이, 위로 그리고 아래로 이동하는 스트립 면들의 각 측에 적어도 하나의 초음파 방출 수단이 배치되며, 적어도 4 개의 초음파 방출 수단이 상기 욕 내부에 배치된다.
바람직하게는, 상기 장치는 5 Watt/ℓ 내지 25 Watt/ℓ 의 출력 밀도 (power density) 를 갖는다. 보다 더 바람직하게는, 리터당 출력은 10 내지 20 W.L-1 이어야 한다. 이 범위의 출력 밀도를 사용하는 것은 충분한 세정과 에너지 절약 사이의 최선의 절충으로 여겨지며, 이는 스트립의 양호하고 충분한 세정을 허용하고 에너지 낭비를 회피한다.
바람직하게는, 상기 공진기 로드 및 스트립 (S) 은 40 mm 내지 250 mm, 더욱 바람직하게는 60 내지 200 mm 의 거리만큼 이격된다. 이러한 간격은 초음파 방출 수단을 효율적으로 사용할 수 있게 한다. 간격이 40 mm 미만이라면 예를 들어 스트립 벤딩 또는 스트립 평탄도 불규칙성 (flatness irregularity) 으로 인해 스트립에 의해 초음파 방출 수단이 결국 파괴될 것이기 때문에, 이러한 간격 거리는 설비를 향상시킨다. 그러나, 간격이 200 mm 보다 크면, 초음파 방출 수단 세정력의 효율이 심하게 감소되는 것 같다.
예
이하의 설명은 금속 스트립의 연속 세정을 위한 두 개의 설비에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 초음파 방출 수단을 포함하는 수용액 충진 탱크에 밴드를 통과시킴으로써 밴드를 세정하는 모든 프로세스에 적용될 수 있다.
이 세정 프로세스는 이전에 압연된 스트립을 언코일링함으로써 시작한다. 그 다음, 이는 예비탈지 욕 (pre-degreasing bath), 브러싱 및 헹굼 단계를 반드시는 아니지만 통과할 수 있다. 그 다음, 설비에서 초음파 세정 프로세스를 거친다. 최종적으로, 스트립은 건조되고, 따라서 원하는 경우 어닐링 및 코팅될 준비가 된다.
예 1
제 1 특정 실시형태에서, 본 발명의 교시를 사용하여, 아래의 설비가 사용된다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 이 설비는 10 개의 초음파 방출 수단을 사용한다. 이들은 각각 25 kHz 및 2 kW 에서 사용되는, 공진기 로드 (15') 의 각 단부에 장착된 2 개의 초음파 드라이버헤드 (16") 로 구성된다. 푸시-풀 변환기들은 강 스트립 (S') 과 탱크 벽 사이의 탱크 (2') 내부에 대각선으로 설치되고, 이들은 200 mm 마다 배치되고, 위로 이동하는 스트립 면을 향한다. 이들은 스트립으로부터 100 mm 의 거리만큼 이격된다. 로드들은 1500 mm 길이이고, 통과하는 스트립은 1400 mm 폭이다. 상기 탱크에는 탱크의 정상부와 저부에 공급 수단 (미도시) 과 비움 수단 (7') 이 각각 제공된다. 수용액은 25 g.L-1 의 알칼리 생성물을 함유하는 55℃ 에서 가열된 용액이다.
수용액 레벨을 측정하기 위한 수단은 차압 캡터 (미도시) 이다.
각각의 드라이버헤드 (16') 는 탱크에 부착된 플랫폼 (18) 에 의해 양 측에서 지지되며, 일 측에는 랙 (19) 이 설치되어 변환기들을 정렬시키는 와이어가 통과할 수 있다. 와이어들은 각각의 변환기를, 욕 외부에 배치된 변환기들의 파워를 제어하기 위한 수단 (11) 에 연결한다. 수용액 레벨을 측정하기 위한 수단은, 초음파 방출 수단의 파워를 제어하기 위한 수단 (11) 에 또한 연결된, 수용액 레벨까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 산출하기 위한 수단에 연결된다. 초음파 방출 수단의 파워를 제어하기 위한 상기 수단 (11) 은 전술한 바와 같이 욕 레벨에 의존한다.
예 2
도 1a 및 도 1b 에 나타낸 것과 유사한, 제 2 특정 실시형태에서, 본 발명의 교시를 사용하여, 아래의 설비가 사용된다. 이 설비는 24 개의 초음파 방출 디바이스를 사용한다. 24 개의 초음파 디바이스는 각각 6 개의 디바이스들의 4 개의 열 (row) 을 형성한다. 스트립의 각 면, 위로 이동하는 두 면과 아래로 이동하는 두 면은, 그 앞에 일 열의 초음파 장치들을 갖는다. 일 열의 6 개의 디바이스들은 수직으로 정렬되고 각각 200 mm 만큼 이격된다. 각 열은 스트립의 152 mm 에 배치된다. 이들은 각각 25 kHz 및 2 kW 에서 사용되는, 공진기 로드의 각 단부에 2 개의 초음파 드라이버헤드로 구성된다. 로드들은 1500 mm 길이이고, 통과하는 스트립은 1450 mm 폭이다. 상기 탱크에는 탱크의 정상부와 저부에 공급 수단과 비움 수단이 각각 제공되고, 초음파 디바이스들은 공급 수단과 비움 수단 사이에 있다. 수용액은 20 g.L-1 의 알칼리 생성물을 함유하는 45℃ 에서 가열된 용액이다.
수용액 레벨을 측정하기 위한 수단은 진동 레벨 스위치이다. 이 중 6 개가 각각의 초음파 방출 디바이스 위에 하나를 갖도록 설치된다. 각각의 진동 레벨 스위치와 아래의 초음파 방출 장치 사이의 수직 거리는 결정된 임계치와 동일하며, 이는 이 경우 4 cm 이다.
각각의 초음파 방출 수단은 탱크에 부착된 플랫폼에 의해 양 측에서 지지되며, 일 측에는 각 열을 위한 랙이 설치되어 변환기를 정렬시키는 와이어가 통과할 수 있다. 와이어들은 각각의 변환기를, 욕 외부에 배치된 초음파 방출 수단의 파워를 제어하기 위한 수단에 연결한다. 수용액 레벨을 측정하기 위한 수단은 수용액 레벨까지의 각 공진기 로드의 거리를 산출하기 위한 수단에 연결되고, 이는 또한 초음파 방출 수단의 파워를 제어하기 위한 수단에 연결된다. 초음파 방출 수단의 파워를 제어하기 위한 상기 수단은 전술한 바와 같이 욕 레벨에 의존한다.
본 발명은 현재 실용적이면서도 바람직하다고 추정되는 실시형태에 관해 위에서 설명되었다. 그러나, 본 발명이 본 명세서에 개시된 실시형태로 제한되지 않고, 첨부된 청구항들 및 전반적인 설명에서 판독될 수 있는 본 발명의 요지 또는 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 적절히 수정될 수 있으며, 이러한 수정을 갖는 열연 강판의 제조 방법 및 열연 강판의 제조 장치도 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함된다는 것을 이해하여야 한다.
Claims (13)
- 세정 설비에서 이동 스트립을 연속 세정하는 방법으로서, 상기 세정 설비는,
수용액을 담고 있는 탱크,
상기 탱크 내로 상기 스트립을 안내하기 위한 상기 수용액에 침지된 적어도 하나의 롤,
적어도 하나의 초음파 방출 수단,
상기 탱크 내에 수용액을 공급하기 위한 수단,
상기 탱크를 비우기 위한 수단,
상기 탱크 내의 수용액 레벨을 추정하기 위한 수단,
각 초음파 방출 수단에 대해, 상기 수용액 레벨까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 산출하기 위한 수단, 및
상기 적어도 하나의 초음파 방출 수단의 파워를 제어하기 위한 수단
을 포함하고, 상기 방법은, 연속적으로 수행되는 하기 단계들:
- 상기 탱크 내의 수용액 레벨을 추정하는 단계,
- 각 초음파 방출 수단에 대해 상기 수용액 레벨까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 산출하는 단계,
- 각 초음파 방출 수단에 대해 상기 수용액 레벨까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 결정된 임계치와 비교하는 단계,
- 상기 수용액 레벨까지의 거리가 상기 결정된 임계치 미만인 초음파 방출 수단의 파워를 감소시키는 단계
를 포함하는, 세정 설비에서 이동 스트립을 연속 세정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 수용액 레벨은 모든 초음파 방출 수단을 상기 결정된 임계치와 적어도 동일한 거리까지 침지하도록 연속적으로 조정되는, 세정 설비에서 이동 스트립을 연속 세정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 방법은,
- 상기 수용액 레벨까지의 초음파 방출 수단의 거리가 상기 결정된 임계치 이상인 때에 그 초음파 방출 수단의 이전에 감소된 파워를 증가시키는 단계
를 또한 포함하는, 세정 설비에서 이동 스트립을 연속 세정하는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스트립은 금속 스트립인, 세정 설비에서 이동 스트립을 연속 세정하는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수용액은 10 g/ℓ 내지 40 g/ℓ 의 알칼리 생성물 (alkali product) 을 함유하는, 세정 설비에서 이동 스트립을 연속 세정하는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수용액은 30℃ 내지 80℃ 의 온도인, 세정 설비에서 이동 스트립을 연속 세정하는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 설비는 스트립 속도를 측정하기 위한 수단을 포함하고, 상기 초음파 방출 수단은 상기 스트립 속도가 5 m.s-1 미만일 때 스위치 오프되는, 세정 설비에서 이동 스트립을 연속 세정하는 방법. - - 수용액 (3) 을 담고 있는 탱크 (2),
- 적어도 하나의 롤 (4),
- 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5),
- 상기 탱크 내에 수용액을 공급하기 위한 수단 (6),
- 상기 탱크를 비우기 위한 수단 (7),
- 수용액 레벨을 추정하기 위한 수단 (8),
- 각 초음파 방출 수단에 대해 상기 수용액 레벨 (9) 까지의 각 초음파 방출 수단의 거리를 산출하기 위한 수단 (10),
- 상기 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5) 의 파워를 제어하기 위한 수단 (11), 및
- 상기 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5) 의 파워를 제어하기 위한 상기 수단 (11) 과 상기 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5) 을 연결하는 와이어 (W)
를 포함하는, 스트립 (S) 의 연속 세정을 위한 장치 (1). - 제 8 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 초음파 방출 수단 (5) 은 적어도 하나의 압전 변환기 (160) 에 의해 진동하는 공진기 로드 (15) 인, 스트립 (S) 의 연속 세정을 위한 장치 (1). - 제 9 항에 있어서,
상기 공진기 로드 (15) 는 스트립 폭에 평행한 길이를 갖는, 스트립 (S) 의 연속 세정을 위한 장치 (1). - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스트립 (S) 은 2 개의 반대 표면을 갖고, 상기 장치는 상기 표면 각각을 향하는 적어도 하나의 초음파 방출 수단을 포함하는, 스트립 (S) 의 연속 세정을 위한 장치 (1). - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장치는 5 Watt/ℓ 내지 25 Watt/ℓ 의 출력 밀도 (power density) 를 갖는, 스트립 (S) 의 연속 세정을 위한 장치 (1). - 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 공진기 로드 (15) 및 상기 스트립 (S) 은 40 mm 내지 250 mm 의 거리만큼 이격되는, 스트립 (S) 의 연속 세정을 위한 장치 (1).
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