KR19990052125A - 선형유도기와 고주파 코일을 이용한 수직 부양식 용융도금 방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용융도금공정에서 기존에 사용되던 싱크롤 및 보조롤을 취외시킨 상태에서 용융도금하는 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 선형유도기가 설치된 수직 부양식 용융도금장치에 있어서, 상기 선형유도기(3, 4)의 직상부 도금욕조(1) 하부에 고주파 교류전류가 인가되는 고주파 코일(7, 8)이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 선형유도기와 고주파 코일을 이용한 수직 부양식 용융도금 장치에 관한 것이다.
또한, 선형유도기를 이용한 수직 부양식 용융도금 방법에 있어서, 상기 선형유도기(3, 4)의 직상부에 설치된 고주파 코일(7, 8)에 고주파 교류전류를 인가하므로써 용융금속(5)과 강판(2)에 발생하는 표피효과를 이용하여 강판(2)을 수직 부양 도금하는 것을 특징으로 하는 선형유도기와 고주파 코일을 이용한 수직 부양식 용융도금 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 의하여 수직부양식 용융도금장치에서 강판이 원래의 위치를 유지하면서 이동되도록 제어할 수 있으므로 강판이 도금욕조에 접촉함으로써 발생하는 강판의 표면결함을 감소시킬 수 있으며, 강판과 용융금속의 전기저항에 의한 열로 채널내의 용융금속의 응고를 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 용융도금공정에서 기존에 사용되던 싱크롤 및 보조롤을 취외시킨 상태에서 용융도금하는 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 도금욕조 하부에 선형유도기와 고주파 코일을 각각 설치하여 용융도금하는 장치에 관한 것이다.
종래 용융도금공정에서는 싱크롤 및 보조롤이 도금욕조내에 존재하기 때문에 롤의 수명이 짧아지고, 롤 표면에 부착된 불순물들로 인하여 강판표면에 결함이 발생하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 선형유도기(이동자기장)를 이용한 수직 부양식 용융도금공정이 제안되어 개발중에 있다.
상기의 공정은 1960년대와 1970년대 일본에서 그 개념을 특허로 제출(일본특허 20-71400, 44-7443,47-72201)하였고, 구 소련의 I. P. Bardin Institute of Iron and Steel Industry, 라트비아의 MDH SKB Special Design Institute, 독일의 Mannesmann Demag AG 가 공동 개발하여 폭 300mm의 이동강판 및 폭 1500mm의 정지강판에 대해 적용한 결과가 1995년 발표되었다. (Galvatech 95 Conference proceedings, Iron and Steel Society, 1995, pp189-192)
이 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 도금욕조(1)의 아래부분에 폭이 좁은 채널이 형성되어있고, 강판(2)이 욕조를 아래에서 위로 통과하도록 되어있다.
상기와 같은 도금욕조(1)의 채널 양측면에 선형유도기(3, 4)를 설치하여 위방향으로 진행하는 이동자기장을 발생시키면 용융금속에 유도전류가 흐르게 되고, 이 전류와 자기장이 작용하여 위 방향으로 작용하는 전자기력이 발생하여 용융금속에 작용함으로써 용융금속은 아래로 흘러내리지 않고 유지된다.
그러나, 외란요인에 의해 강판이 상기 선형유도기(3, 4) 사이의 중심위치에서 벗어나 한쪽으로 치우치게 되면, 작용거리에 따라 감소하는 전자기력의 성질 때문에 강판(2)은 더욱 그 위치를 벗어나게 되고 결국 도금욕조(1)의 벽과 접촉하는 현상이 발생할 수 있다.
이렇게 되면 강판(2)과 도금욕조(1)의 마찰에 의해 강판 표면에 결함이 발생하는 문제점을 야기시킨다.
또한, 폭이 좁은 채널에 갇혀있는 용융금속은 채널벽을 통해 냉각되기 때문에 채널 내부에서 용융금속이 응고되어 강판의 이송이 불가능해져 결국 도금작업 자체가 중단되는 경우가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래 선형유도기의 상부에 고주파 코일을 설치하고, 상기 선형유도기 및 고주파 코일의 전자기 체적력을 동시에 이용하여 강판 위치변동에 따른 문제점과 채널내부에서 발생할 수 있는 용융금 속의 응고에 따른 문제점을 유발하지 않고 용융금속을 안정적으로 부양하여 도금할 수 있는 선형유도기와 고주파 코일을 이용한 수직 부양식 용융도금 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1은 종래 선형유도기를 이용한 수직 부양식 용융도금장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 의해 선형유도기 및 고주파 코일이 설치된 수직 부양식 용융도금장치의 개략도,
도 3은 도 2의 장치에서 강판에 복원력이 발생하는 원리를 나타내는 개략도이다.
<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>
1 : 도금욕조, 2 : 강판, 3, 4 : 선형 유도기, 5 : 용융금속,
7, 8 : 고주파 코일, 7-1, 8-1 : 코일 설치홈
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선형유도기가 설치된 수직 부양식 용융도금장치에 있어서, 상기 선형유도기의 직상부 도금욕조 하부에 코일설치홈을 설치하고, 상기 코일설치홈에 삽입 설치되며, 교류전류가 인가되는 고주파 코일이 설치되는 것을 특징으로 하는 선형유도기와 고주파 코일을 이용한 수직 부양식 용융도금 장치를 제공한다.
또한, 선형유도기를 이용한 수직 부양식 용융도금 방법에 있어서, 상기 선형유도기의 직상부에 고주파 코일을 설치하여 교류전류 인가시 발생하는 용융금속과 강판의 표피효과를 이용하여 강판을 수직 부양 도금하는 것을 특징으로 하는 선형유도기와 고주파 코일을 이용한 수직 부양식 용융도금 방법을 제공한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의해 선형유도기 및 고주파 코일이 설치된 수직 부양식 용융도금장치의 개략도이고, 도 3은 도 2의 장치에서 강판에 복원력이 발생하는 원리를 나타내는 개략도이다.
본 발명은 도 2에 나타낸 바와 같이 도금욕조(1)의 하부에 위치한 채널 양측에 선형유도기가 설치된 수직 부양식 용융도금장치에 있어서, 상기 선형유도기(3, 4)의 직상부 도금욕조(1) 하부에 코일이 삽입 설치 될 수 있는 코일설치홈(7-1, 8-1)을 형성하고, 상기 코일설치홈(7-1, 8-1)에 교류전류가 인가되어 교류자기장 및 열을 발생시키는 고주파 코일(7)이 각각 설치되어 있다.
이하, 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이 고주파 코일(7)에 고주파 교류전류를 인가하면 도금욕조(1) 내부에 수직방향으로 교번하는 자기장이 발생하고 전도성 매질인 용융금속(5)과 강판(2)에는 이 자기장에 수직인 방향, 즉 지면에 수직인 방향으로 전류가 유도된다.
이때 고주파 코일(7)에 인가되는 교류전류의 주파수를 적절하게 설정하면 표피효과에 의해 용융금속(5)과 강판(2)의 자기장 분포가 다른 형태를 갖는다.
즉, 전기전도도와 자기투자율이 작은 용융금속(5)에서는 유도전류의 크기가 채널벽에 접한 표면으로부터 비교적 서서히 감소하는 반면, 전기전도도와 자기투자율이 큰 강판(2)에서는 표면부분에만 유도전류가 집중적으로 분포되고 내부로 갈수록 그 크기가 급격하게 감소한다.
여기서 표피효과란 교류전류 또는 교류 자기장이 도체에 작용할 때 상기 전류 및 자기장이 도체의 표면에 집중적으로 분포하는 것을 의미하며, 그 분포는 전기전도도, 자기투자율, 주파수 등에 의해 결정된다.
이러한 표피효과가 상기 용융금속(5) 및 강판(2)에 적용될 때 강판(2)과 용융금속(5)의 전기저항 때문에 열을 발생시키고 이러한 열은 채널 벽을 통한 용융금속(5)의 냉각을 보상함으로써 채널 내부에서 용융금속(5)이 응고되는 것을 방지할 수 있다.
또한 전류와 자기장에 수직인 방향으로 발생하는 전자기 체적력은 강판(2)의 표면에서 안쪽으로 향하여 작용한다.
만약 강판(2)이 외란 요인에 의해 한쪽으로 움직일 경우, 예를 들어 도 3에서 왼쪽 선형유도기(3)로 움직일 경우 고주파 코일(7)에 흐르는 전류에 의한 자기장의 세기는 강판(2)의 왼쪽부분은 증가하고 오른쪽 부분은 감소한다.
따라서 강판(2) 안쪽 방향으로 작용하는 힘의 세기도 강판(2)의 왼쪽 부분이 오른쪽 부분보다 커지므로 강판(2)의 움직임에 대해 반대 방향으로 힘이 작용한다.
즉, 위치이탈을 억제하는 복원력으로 작용하는 것이다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명한다.
도금욕조(1) 하부 채널의 단면적은 40×1800㎟, 용융금속(5)의 부양높이는 1500mm, 강판(2)의 두께 및 폭은 각각 1 mm, 1500mm 이다.
정력추력 800 Kg을 갖는 선형유도기(3, 4)에 의해 용융금속(5)은 아래로 흘러내리지 않게 유지되었다.
또한, 고주파 코일(7, 8)의 턴수는 5로 하였으며, 상기 코일에 주파수 1000 Hz, 실효치 1000 A인 교류전류를 인가하였다.
상기와 같은 조건에 의해 도금욕조(1) 하부 채널내의 용융금속(5)은 유도되는 전류에 의한 용융금속(5)과 강판(2)의 전기저항 열로 인하여 응고되지 않고 용융상태를 유지하였으며, 강판(2)의 표면부분에는 표면효과에 의한 복원력이 작용하여 원래의 위치를 유지하면서 이동하였다.
상기와 같은 본 발명에 의한 수직부양식 용융도금장치에서 강판이 원래의 위치를 유지하면서 이동되도록 제어할 수 있어 강판이 도금욕조에 접촉함으로서 발생하는 강판이 표면결함을 방지할 수 있고, 강판과 용융금속과의 전기저항에 의한 열로 채널내의 용융금속의 응고를 방지할 수 있다.
Claims (2)
- 선형유도기가 설치된 수직 부양식 용융도금장치에 있어서,상기 선형유도기(3, 4)의 직상부 도금욕조(1) 하부에 교류전류가 인가되는 고주파 코일(7, 8)이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 선형유도기와 고주파 코일을 이용한 수직 부양식 용융도금 장치.
- 선형유도기를 이용한 수직 부양식 용융도금방법에 있어서,상기 선형유도기(3, 4)의 직상부에 고주파 코일(7, 8)을 설치하고 상기 고주파코일(7, 8)에 고주파 교류전류를 인가하므로써, 용융금속(5)과 강판(2)에 표피효과를 발생시켜 강판(2)을 수직 부양 도금하는 것을 특징으로 하는 선형유도기와 고주파 코일을 이용한 수직 부양식 용융도금 방법.
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