KR19990052512A

KR19990052512A - 용융금속 도금설비용 세라믹 부시 고정틀

Info

Publication number: KR19990052512A
Application number: KR1019970072003A
Authority: KR
Inventors: 송진화; 조원국; 이상용
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사; 신현준; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 발명은 싱크롤(3)을 설치사용하는 용융금속 도금설비에 있어서, 상기 싱크롤(3)의 축수구동부품인 세라믹 부시(7)를 고정지지하기 위한 세라믹 부시 고정틀(8)의 개선에 관한 것으로, 관련 설비의 이동 및 설치시, 그리고 설비의 운전초기에 싱크롤 축수(5)가 세라믹 부시(7)에 충격을 가해 세라믹 부시(7)를 손상시키게 되는 것을 효과있게 방지할 수 있도록 고안된 용융금속 도금설비용 세라믹 부시 고정틀에 관한 것이다.

본 발명은 세라믹 부시 고정틀(8)의 세라믹 부시(7)가 삽입지지되는 양측에 상기 세라믹 부시(7)보다 0.2∼5㎜ 정도 더 작은 내경과 4.5×10^-6/℃이상 큰 열팽창계수를 가지는 축수 지지대(9)(9a)를 설치한 것을 특징으로 하는 용융금속 도금설비용 세라믹 부시 고정틀을 제공한다.

Description

용융금속 도금설비용 세라믹 부시 고정틀

본 발명은 용융금속 도금설비용 싱크롤(Sink Roll)의 축수구동 부품인 세라믹 부시(Bush) 고정틀의 개선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축수에 의해 가해지는 충격에 의해 세라믹 부시가 파괴되는 것을 방지할 수 있도록 구성된 용융금속 도금설비용 세라믹 부시 고정틀에 관한 것이다.

일반적으로 용융금속 도금설비용 싱크롤은 용융금속중에서 큰 하중을 받으면서 고속으로 회전되기 때문에 그 회전구동부품인 축수 라이너와 부시가 급격히 마모됨으로써 빈번한 설비가동 중단과 축수 라이너 및 부시의 빈번한 교환을 필요로 한다. 이와 같은 싱크롤 구동부품의 급격한 마모를 개선하여 사용수명을 최대한 연장하기 위해서 싱크롤의 축수에는 라이너로써 내마모성이 우수한 재질로 된 슬리브(sleeve)를 축수외주면에 끼워서 사용하고, 상기 축수를 지지하면서 미끄럼작용을 일으키는 미끄럼 베어링수단으로서 최근에는 내마모성이 우수한 세라믹 재료로 된 부시를 사용하고 있다.

도1은 본 발명이 관련된 용융금속 도금설비의 구성개요를 도시한 것으로, 도금대상물인 강판(1)은 용융금속(2) 중에서 회전될 수 있도록 설치된 싱크롤(3)과 스태빌라이징롤(4)에 의해 안내되어 화살표 방향으로 이동되면서 용융금속(2)으로 도금된다. 이와 같은 도금공정에서 싱크롤(3)의 회전은 축수(5)의 회전을 통해 이루어지며, 축수(5) 및 축수 라이너(6)는 미끄럼 베어링 역할을 하는 세라믹 부시(7), 그리고 세라믹 부시 고정틀(8)에 의해 지지된다.

종래에는 도2에 도시한 바와 같이 세라믹 부시 고정틀(8)내에 세라믹부시(7)를 열박음 방법으로 조립하여 사용해 왔다.

따라서, 이와 같은 종래의 세라믹 부시(7) 및 그 고정틀(8)의 구조로는 상기 세라믹 부시(7)내에 축수(5)가 처음부터 직접 접촉되기 때문에 싱크롤 설비를 설치하거나 이동하는 작업중에 축수(5)에 의해 가해지는 충격에 의해 세라믹 부시(7)가 파괴되는 문제가 있었다. 또한, 관련 도금설비의 운전이 시작되는 시점에는 강판(1)에 장력이 가해지면서 정지상태에 있던 싱크롤(3)이 회전되기 때문에 축수(5)가 세라믹 부시(7)에 충격을 가할 뿐만 아니라 강판(1)의 통판속도가 정상상태에 도달하기 전에는 장력과 통판속도가 순간적으로 계속 변화되면서 싱크롤(3)이 진동하거나 회전중심이 계속 변화되는 매우 불안정한 회전을 하게 되기 때문에 축수(5)와 세라믹 부시(7)간에 충돌현상이 발생됨으로써 기계적인 충격에 약한 세라믹 부시(7)가 쉽게 파괴되는 문제가 있었다.

상기와 같이 싱크롤(3)의 설치 및 이동 작업 중에 세라믹 부시(7)가 축수(5)의 충격으로 파괴되는 문제점을 해소하기 위해서 종래에는 축수(5)와 세라믹 부시(7)간의 충돌을 방지할 수 있는 보조기구를 별도로 설치한 후 용융도금 라인에 싱크롤을 최종적으로 설치하기 적전에 상기 보조기구를 제거하는 방법을 이용하였다. 그리고, 도금설비 운전초기에 발생되는 축수(5)와 세라믹 부시(7)의 충돌에 따른 세라믹 부시(7)의 파괴를 최소화하기 위해서 운전초기에 강판(1)에 가하는 장력과 통판속도를 서서히 증가시키는 방법을 이용하였다. 그러나, 이러한 종래의 방법은 보조기구를 별도로 설치해서 사용해야 하기 때문에 작업이 번거롭고 보조기구설치를 위한 별도의 비용을 필요로 하며, 초기 운전시 장력과 통판속도를 서서히 증가시키는 경우에는 운전조건이 매우 까다로울 뿐만 아니라 정상운전에 도달하기 까지의 시간이 길게 지연됨으로써 운전 작업성과 생산성을 저하시키는 문제를 가지고 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 연구 발명된 것으로, 용융금속 도금설비의 싱크롤 축수구동 부품인 세라믹 부시가 축수에 의한 충격에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있는 더욱 개선된 세라믹 부시 고정틀을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 세라믹 부시가 삽입조립되는 세라믹 부시 고정틀의 내부 양측에 금속재질의 축수 지지대를 설치한 구성을 특징으로 하는 세라믹 부시 고정틀을 제공한다.

도1은 본 발명이 관련된 용융금속 도금설비의 구성개요도,

도2는 종래의 세라믹 부시 및 그 고정틀의 단면도,

도3은 본 발명에 따른 세라믹 부시 및 그 고정틀의 단면도,

도4는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 세라믹 부시 및 그 고정틀의 단면도.

* 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 강판 2 : 용융금속 3 : 싱크롤

4 : 스태빌라이징롤 5 : 축수 6 : 축수 라이너

7 : 세라믹 부시 8 : 세라믹 부시 고정틀

9, 9a : 축수 지지대 10,10a : 용융금속 배출구

A : 세라믹 부시의 내경 B : 축수 지지대의 내경

이하, 본 발명을 첨부도면에 예시된 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도3은 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 세라믹 부시 고정틀의 구성을 보여 주는 단면도로서, 이를 참조하여 본 발명을 설명해보면, 세라믹 부시(7)가 내부에 삽입되어 고정지지되는 세라믹 부시 고정틀(8)에는 관련 도금설비의 싱크롤(3)의 축수(5)가 세라믹 부시(7)에 직접 충돌되는 것을 방지해주는 축수 지지대(9)(9a)가 세라믹 부시(7)의 양단에 위치하도록 하여 설치된다. 상기 축수 지지대(9)(9a)는 상온에서 그 내경(B)이 세라믹 부시(6)의 내경(A) 보다 작게 되도록 설계된다. 그리고, 상기 축수 지지대(9)(9a)의 내경(B)이 용융금속 도금설비의 운전온도에서도 세라믹 부시(7)의 내경(A) 보다 작게 되도록 하기 위해서 세라믹 부시(7) 보다 열팽창계수가 큰 재료를 사용하여 축수 지지대(9)(9a)를 구성하는 것이 바람직하다. 상기 축수 지지대(9)(9a)의 내경(B)은 세라믹 부시(7)의 내경뿐만 아니라 관련 싱크롤(3)의 중량, 용융금속 도금설비의 운전온도, 축수 지지대(9)(9a)의 항복강도, 그리고 축수 지지대(9)(9a)와 세라믹 부시(7)의 열팽창계수 등을 감안하여 결정되며, 축수 지지대(9)(9a)의 두께와 항복강도가 싱크롤(3)의 충격에 의해 항복변형을 일으키지 않을 정도로 충분한 경우에는 다음과 같은 관계식에 의해 상기 축수 지지대(9)(9a)의 내경에 대한 최소값을 설정할 수 있다.

{축수 지지대(9)(9a) 내경}-{세라믹 부시(7) 내경}

=B-A={축수 지지대(9)(9a) 내경}×0.002=B×0.002

즉, {축수 지지대(9)(9a) 내경}={축수 지지대(9)(9a) 내경}×0.002+{세라믹 부시(7) 내경}

위 식에서 계수 0.002는 항복변형율에 상당하는 값이다. 한편, 일반적인 용융금속 도금설비에 있어서 싱크롤(3)의 축수(5) 외경이 100∼200㎜이라는 것을 기초로 해서 축수 지지대(9)(9a)의 내경과 세라믹 부시(7)의 내경 차이값을 계산해 보면, 통상 축수(5) 외경과 세라믹 부시(7) 내경의 차이가 1∼5㎜로 작기 때문에 항복변형율을 고려하지 않은 축수 지지대(9)(9a) 내경은 101∼201㎜로 되며, 위 식에 따라 최소한으로 설정할 수 있는 내경 차이값은 0.2∼0.4㎜ 범위를 가지며, 안전성을 높이기 위해 보다 큰 값으로 해도 되지만 축수(5) 외경과 세라믹 부시(7) 내경의 차이가 너무 크면 구동성을 저해하게 된다. 따라서, 본 발명에 의한 축수 지지대(9)(9a)의 내경(B)은 세라믹 부시(7)의 내경(A) 보다 0.2∼5㎜ 작은 범위로 된다.

또한, 본 발명에서는 용융금속 도금설비를 가동한 결과로 상기 축수 지지대(9)(9a)의 내경과 세라믹 부시(7)의 내경이 마모에 의해 동일하게 된 상태에서 용융금속(2) 중에 잠겨있는 싱크롤 설비를 취외해서 상온으로 냉각시키면 위에서 제시한 관계식으로 계산되는 내경 차이값을 충분히 유지해서 축수(5)와 세라믹 부시(7)의 충돌을 방지할 수 있도록 축수 지지대(9)(9a)의 열팽창계수를 세라믹 부시(7)보다 4.5×10^-6/℃이상 크게 한다.

그리고, 정비를 목적으로 용융금속(2) 중에 잠겨있는 싱크롤 설비를 취외했을 때 용융금속(2)이 세라믹 부시(7)와 축수 지지대(9)(9a) 사이에 남아 응고됨으로써 싱크롤의 축수(5)와 세라믹 부시(7) 및 고정틀(8)을 분리하는 데에 장애를 일으키는 문제를 방지하기 위해 용융금속 배출구(10)(10a)가 설치되어 있다. 상기 용융금속 배출구(10)(10a)는 세라믹 고정틀(8)과 축수 지지대(9)(9a)에 걸쳐 설치되며, 그 중심은 용융금속이 쉽게 배출될 수 있도록 축수 지지대(9)(9a) 내경의 최하부 및 세라믹 부시(7)의 양단 가까이에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 세라믹 부시(7)가 축수(5)와 미끄럼 마찰을 일으키는 위치에 따라 상기 용융금속 배출구(10)(10a)는 원주를 따라 90도 간격으로 양단에 각각 4개소에 설치할 수 있다.

상기 축수 지지대(9)(9a)의 고정틀(8)에 대한 결합 설치는 열박음방법, 나사체결방법, 용접방법 등을 이용할 수 있다.

도4는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 세라믹 부시 고정틀의 단면도로서, 이는 세라믹 부시(7)의 조립을 보다 용이하게 하고, 세라믹 부시 고정틀(8)의 전체 제작비용을 절감할 수 있도록 하는 데에 주안점을 둔 것이다. 이 실시예의 세라믹 부시 고정틀(8)은 도3의 실시예에서 설명된 축수 지지대(9)(9a)중 하나를 세라믹 고정틀(8)과 일체로 가공한 것을 특징으로 한다. 도3에 보여진 실시예의 경우, 축수 지지대(9)(9a)의 조립설치를 위해 세라믹 부시(7)를 포함해 총 3개의 부품을 세라믹 부시 고정틀(8) 내부에 조립해주어야 하기 때문에 작업횟수 증가에 따라 소요시간과 제작비용이 증가되고, 특히 열박음방법으로 상기 부품들의 조립을 이루는 경우에는 신속한 작업이 요구되어 작업이 까다로워지는 단점이 있다. 도4의 실시예는 이러한 점을 감안하여, 상기 도3의 실시예에서 설명된 축수 지지대(9)(9a)중 한 쪽의 축수 지지대(9a)를 세라믹 부시 고정틀(8)과 일체로 제작한 것으로, 조립부품 개수를 감소시키고 또 조립공정수를 줄임으로써 작업을 보다 쉽게 하고 제작비용을 감소시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 싱크롤(3)의 축수(5)가 축수 지지대(9)(9a)에 의해 지지되기 때문에 싱크롤(3)과 세라믹 부시(7) 및 세라믹 부시 고정틀(8)을 일체로 조립한 상태에서 이동하거나 설치하는 동안에 축수(5)가 세라믹 부시(7)에 직접 충돌되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 도금설비 운전초기에 강판(1)에 가해지는 장력에 의해 발생될 수 있는 싱크롤(3)의 축수(5)와 세라믹 부시(7)간의 충돌을 방지할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 상술한 작용을 제공하는 축수 지지대(9)(9a)를 지니도록 세라믹 부시 고정틀(8)을 구성하는 것에 의해 싱크롤(3)의 축수(5)가 세라믹 부시(7)에 충돌되는 것이 방지되어 관련 도금설비의 이동 및 설치시 싱크롤(3)의 축수(5)를 통해 가해지는 충격에 의해 세라믹 부시(7)가 파괴되는 것을 방지할 수 있으며, 도금설비 운전초기의 비정상적인 운전상태에서 싱크롤(3)의 진동에 의해 초래되는 세라믹 부시(7)의 충격 파손도 미연에 방지할 수 있는 신규 유용한 효과를 제공하는 것이다.

Claims

용융금속 도금설비용 싱크롤의 축수구동 부품인 세라믹 부시 고정틀(8)을 구성함에 있어서,

상기 세라믹 부시 고정틀(8)의 부시(7)가 삽입지지되는 양측에 상기 세라믹 부시(7)보다 작은 내경을 가진 금속재질의 축수 지지대(9)(9a)를 설치한 것을 특징으로 하는 용융금속 도금설비용 세라믹 부시 고정틀.
제1항에 있어서 상기 축수 지지대(9)(9a)의 내경(B)을 세라믹 부시(7)의 내경(A)보다 0.2∼5㎜ 더 작게 형성한 것을 특징으로 하는 용융금속 도금설비용 세라믹 부시 고정틀.
제1항에 있어서 상기 축수 지지대(9)(9a)가 세라믹 부시(7) 보다 4.5×10^-6/℃ 이상 큰 열팽창계수를 가지는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금설비용 세라믹 부시 고정틀.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 축수 지지대(9)(9a)중 어느 한 쪽이 상기 세라믹 부시 고정틀(8)과 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금설비용 세라믹 부시 고정틀.