KR20000042046A - 용융아연도금장치 - Google Patents

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KR20000042046A KR1019980058114A KR19980058114A KR20000042046A KR 20000042046 A KR20000042046 A KR 20000042046A KR 1019980058114 A KR1019980058114 A KR 1019980058114A KR 19980058114 A KR19980058114 A KR 19980058114A KR 20000042046 A KR20000042046 A KR 20000042046A
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Abstract

본 발명은 냉간압연스트립의 표면에 연속적으로 아연을 도금하는 용융아연도금장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용융아연에 잠겨진 상태로 회전하면서 스트립을 지지하도록 된 싱크롤의 저어널부를 고압의 용융아연에 의해 지지하고, 용융아연에 잠겨진 롤의 외표면부에 접촉하여 이물질을 긁어내는 스크레이퍼의 밀착력을 부력찌를 이용하여 제공하며, 용융아연조에 잠겨진 롤의 스트립 접촉부 주변영역에 청정아연을 지속적으로 공급함으로써 고품질의 용융아연이 이루어질 수 있도록 한 용융아연도금장치에 관한 것이다.
그 구성으로서, 본 발명은, 싱크롤(4)의 양단부측 저어널(402)을 지지하는 저어널베어링부(500)는, 저어널(402)의 직경과 동일한 직경을 가지는 반원단면과 그 반원단면으로부터 하부측으로 연장된 사각단면으로 이루어진 '∩'자형 단면의 하우징(410) 중공부에 회전 및 상하이동하도록 수용되고, 상기 저어널(402)의 상측 외표면과 하우징(410)의 중공부 내표면이 이루는 밀폐공간(428)으로는 펌프(120)에 의해 압축된 고압의 용융아연이 유입구(430)를 통해 지속적으로 공급됨을 특징으로 한다.

Description

용융아연도금장치
본 발명은 냉간압연스트립의 표면에 연속적으로 아연을 도금하는 용융아연도금장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용융아연에 잠겨진 상태로 회전하면서 스트립을 지지하도록 된 싱크롤의 저어널부를 고압의 용융아연에 의해 지지하고, 용융아연에 잠겨진 롤의 외표면부에 접촉하여 이물질을 긁어내는 스크레이퍼의 밀착력을 부력찌를 이용하여 제공하며, 용융아연조에 잠겨진 롤의 스트립 접촉부 주변영역에 청정아연을 지속적으로 공급함으로써 고품질의 용융아연이 이루어질 수 있도록 한 용융아연도금장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉간압연스트립의 표면에 아연을 연속적으로 도금하기 위한 용융아연도금장치는, 스트립이 고온(450∼460℃)의 용융아연을 통과하면서 양표면에 아연도금되도록 하는 구성을 가진다. 이러한 스트립은 용융아연이 채워진 아연도금조 입구측과 출구측에 설치된 장력제어롤과, 아연도금조의 용융아연에 침적된 상태로 회전하도록 설치된 싱크롤에 의해 지지되면서 일정한 정도의 장력이 유지된다. 물론, 상기 싱크롤은 아연도금조로 침전된 스트립의 경로를 변경시키주기 위한 밴딩롤의 역할을 수행한다.
그리고, 상기 아연도금조를 통과한 스트립의 양표면에는 에어나이프(Air Knife)에 의해 고압의 공기가 분사됨으로써 아연도금층을 균일하게 하고 또한 그 두께를 조절하게 된다.
또한, 상기 싱크롤과 에어나이프 사이에는 스트립 진행방향에 대하여 약간의 간격을 가지도록 설치된 복수개의 스테빌라이징롤(Stabilizing Roll)을 가지는데, 이러한 스테빌라이징롤은 스트립의 양표면에 접촉하여 회전하면서 그 스트립이 안정적으로 주행할 수 있도록 하여 도금의 품질향상을 도모하게 된다.
종래의 용융아연도금장치에서 용융아연에 침적된 상태로 스트립을 지지하는 싱크롤과 스테빌라이징롤의 회전상태를 통상적인 회전지지수단인 부쉬(Bush)가 담당하며, 이러한 부쉬는 롤의 양단부에 형성되는 저어널부의 외표면을 수용하여 회전이 원할하게 이루어질 수 있도록 하는 수단이다.
그러나, 상기 부쉬는 고온의 용융아연에 노출된 상태로 저어널부와 접촉하는 관계로 그 마모가 매우 빠르게 진행되는바, 이러한 현상은 부쉬의 교환시기를 단축시켜 잦은 설비휴지를 유발하게 되며, 따라서 생산성을 저하시키는 문제점을 가진다. 물론, 부쉬의 마모문제를 해결하기 위하여 내열내마모성이 우수한 재질(Stellite, Tribaloy, Armacor-M, Ceramice)로 부쉬를 제조하는 시도가 이루어지고 있지만, 이러한 방법은 재질의 고급화에 따른 과도한 투자비에 의해 그 수명연장효과는 미미한 것이었다.
또한, 종래의 용융아연도금장치에서 문제점으로 대두되는 것은, 아연도금조의 용융아연이 공기와 접촉하면서 발생하는 드로스(Dross)가 스트립 표면부에 부착되면서 도금품질을 저하시키는 것이었는바, 이는 용융아연 상부로 부유한 드로스를 주걱형상을 가지는 도구를 이용한 자동화작업에 의해 지속적으로 제거하여 주고 있으나, 이러한 드로스 제거방법은 장치의 구성을 복잡하게 할 뿐 큰 효과를 가지지 못한 것이었다.
또한, 스트립의 외표면에 접촉하는 롤의 표면에 부착된 드로스등의 이물질을 그 롤의 표면에 밀착된 스크레이퍼를 이용하여 제거하고 있으며, 통상 이러한 스크레이퍼와 롤의 밀착력을 탄성스프링등에 의해 제공하는 것이지만, 이렇게 기계적으로 밀착력을 부여하는 수단에 있어서는, 그러한 수단들이 고온환경인 용융아연에 의해 열화되면서 적절한 밀착력을 지속적으로 유지하도록 하는 것은 매우 곤란하며, 따라서 잦은 부품교환을 요구하거나, 또는 방지된 상태로 별다른 역할을 수행하지 못하는 문제점을 가지는 것이었다.
실질적으로 스트립이 아연도금조의 용융아연에 침적되면서 양표면부에 아연이 묻혀지고 계속하여 스트립에 폭방향으로 균일하게 분사되는 고압의 공기에 의해 아연도금두께가 적정한 상태로 결정되는 이러한 공정을 가능하도록 하는 부분이 아연도금장치의 주요부이고, 따라서 싱크롤과 스테빌라이징롤이 지속적이면서 안정한 상태로 스트립을 지지할 수 있도록 하는 것은 스트립의 도금품질측면은 물론 설비가능효율에 직결되는 매우 중요한 문제이며, 또한 아연괴중에 포함된 불순물 및 용융아연의 산화물, 냉연스트립표면의 산화피막 및 이물질등에 의해 생성된 드로스가 싱크롤 및 스트립에 부착되지 않도록 하는 것도 스트립의 도금품질을 좌우하는 매우 중요한 문제인 것이다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은, 고온의 용융아연에 침적된 상태로 회전하면서 스트립을 지지하는 싱크롤등의 양단부측 저어널부를 고압의 용융아연에 의한 유체압력으로 지지함에 의해 롤 회전지지부의 수명을 향상시키도록 된 저어널베어링부를 가지는 용융아연도금장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 용융아연에 의한 부력을 이용함으로써 용융아연에 침적되어 있는 롤의 외표면부에 적정한 정도로 밀착된 상태로 이물질을 지속적으로 제거할 수 있도록 된 스크레이퍼를 가지는 용융아연도금장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 용융아연에 침적된 스트립의 표면과 롤의 접촉부 주변을 청정한 용융아연이 계속적으로 공급되는 영역으로 함으로써 이물질이 스트립에 부착되는 것이 방지되는 환경을 조성할 수 있도록 된 린스노즐부를 가지는 용융아연도금장치를 제공함에 있다.
도1은 본 발명에 따른 용융도금장치를 전체적으로 도시한 개념도
도2는 도1의 우측면도
도3은 본 발명에 따른 구성요소들을 전체적으로 도시한 개략구성도
도4는 본 발명의 펌프유니트를 상세하게 도시한 구성도
도5a 내지 도5c는 본 발명의 용융아연유량 조절부를 이루는 주요구성요소들에 대한 상세도
도6a 및 도6b는 본 발명의 싱크롤저어널 베어링부를 상세하게 도시한 단면구성도
도7은 본 발명의 구동측 저어널베어링부를 도시한 구성도
도8은 본 발명의 종동축 저어널베어링부를 도시한 구성도
도9a 및 도9b는 본 발명의 스크레이퍼를 도시한 구성도
도10a 및 도10b는 본 발명의 린스노즐부를 도시한 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 ... 장력제어롤 2 ... 아연도금조
3 ... 용융아연 4 ... 싱크롤
6 ... 에어와이퍼 7 ... 스테빌라이징롤
8 ... 프레임 100 ... 펌프유니트
120 ... 펌프 200 ... 용융아연유량조절부
220 ... 질소가스붐베 300 ... 용융아연공급관
310,320 ... 지관 330 ... 방출밸브
340 ... 게이트밸브 400,500 ... 저어널베어링부
416 ... 피스톤링 418 ... 폐쇄벽
428 ... 공간 430 ... 유입구
600,600A ... 스크레이퍼 610,610A ... 칼날
620,620A ... 찌 700,700A ... 린스노즐부
상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 냉간압연된 스트립이 장력제어롤을 거쳐 아연도금조의 용융아연속으로 유입되고, 계속하여 용융아연에 침적된 싱크롤을 거쳐 배출되어 밴드롤에 의해 후공정으로 진행하며, 상기 아연도금조로부터 배출된 스트립은 에어와이퍼에 의해 분사되는 고압의 공기에 의해 도금량이 조절되도록 된 용융아연도금장치에 있어서, 상기 싱크롤의 양단부측 저어널을 지지하는 저어널베어링부는, 저어널의 직경과 동일한 직경을 가지는 반원단면과 그 반원단면으로부터 하부측으로 연장된 사각단면으로 이루어진 '∩'자형 단면의 하우징 중공부에 회전 및 상하이동하도록 수용되고, 상기 저어널의 상측 외표면과 하우징의 중공부 내표면이 이루는 밀폐공간으로는 펌프에 의해 압축된 고압의 용융아연이 유입구를 통해 지속적으로 공급됨을 특징으로 하는 용융아연도금장치를 마련함에 의한다.
또한, 본 발명은, 냉간압연된 스트립이 장력제어롤을 거쳐 아연도금조의 용융아연속으로 유입되고, 계속하여 용융아연에 침적된 싱크롤을 거쳐 배출되어 밴드롤에 의해 후공정으로 진행하며, 상기 아연도금조로부터 배출된 스트립은 에어와이퍼에 의해 분사되는 고압의 공기에 의해 도금량이 조절되고, 상기 싱크롤의 외표면부에 부착된 이물질은 그 롤의 외표면부에 밀착된 상태로 유지되는 스크레이퍼의 칼날에 의해 제거되도록 된 용융아연도금장치에 있어서, 상기 스크레이퍼의 칼날은 고온에 견디는 선을 매개로 찌와 연결되고, 상기 찌는 용융아연에 침적되어 부력에 의해 상승하면서 상기 칼날이 롤 외표면에 밀착되는 방향으로 힘을 전달함을 특징으로 하는 용융아연도금장치를 마련함에 의한다.
또한, 본 발명은, 냉간압연된 스트립이 장력제어롤을 거쳐 아연도금조의 용융아연속으로 유입되고, 계속하여 용융아연에 침적된 싱크롤을 거쳐 배출되어 밴드롤에 의해 후공정으로 진행하며, 상기 아연도금조로부터 배출된 스트립은 에어와이퍼에 의해 분사되는 고압의 공기에 의해 도금량이 조절되도록 된 용융아연도금장치에 있어서, 상기 롤과 스트립이 접촉하는 영역에는 설비프레임에 고정된 린스노즐부가 위치되고, 상기 린스노즐부는 필터엘레멘트에 의해 이물질이 필터링된 상태로 펌프에 의해 압축된 고압의 청정용융아연을 공급받는 유입구를 가지며, 상기 유입구를 통해 유입된 고압의 청정용융아연은 유출구를 거쳐 상기 롤과 스트립이 접촉하는 영역으로 분사됨으로써 그 영역이 청정용융아연으로 채워지도록 함을 특징으로 하는 용융아연도금장치를 마련함에 의한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도1은 본 발명에 따른 용융도금장치를 전체적으로 도시한 개념도이고, 도2는 도1의 우측면도이며, 도3은 본 발명에 따른 구성요소들을 전체적으로 도시한 개략구성도로써, 스트립(S)이 장력제어롤(1)을 통해 일정한 경사를 형성하면서 아연도금조(2)의 용융아연(3)내로 침적되고, 싱크롤(4)을 거쳐 밴드롤(5)을 통해 후공정으로 이동하는 것을 보인다.
그리고, 아연도금조(2)로부터 배출된 스트립(S)의 양표면에 고압의 공기를 분사하는 에어와이퍼(6)가 설치되고, 상기 싱크롤(4)과 에어와이퍼(6)의 사이에는 용융아연(3)에 침적된 상태로 스트립(S)을 지지하는 스테빌라이징롤(7)이 장착되며, 상기 싱크롤(4), 에어와이퍼(6) 및 스테빌라이징롤(7)등은 아연도금조(2) 상부의 프레임(8)에 의해 지지된다.
본 발명에 따른 용융아연도금장치는 도3에 도시한 바와같이, 고압의 용융아연을 공급하기 위한 펌프유니트(100), 상기 펌프유니트(100)로부터 배출된 고압의 용융아연에 대한 유량을 조절하기 위한 용융아연유량조절부(200), 상기 용융아연유량조절부(200)로부터 고압의 용융아연을 필요개소로 배분하고 적정한 압력으로 공급하기 위한 용융아연공급관(300)등의 배관, 싱크롤(4)의 저어널부를 고압의 용융아연에 의해 지지하기 위한 싱크롤저어널베어링부(400), 스테빌라이징롤(7)의 저어널부를 고압의 용융아연에 의해 지지하기 위한 스테빌라이징롤 저어널베어링부(500), 상기 스테빌라이징롤(7)과 싱크롤(4)의 외표면부에서 이물질을 긁어 제거하기 위한 스크레이퍼(700)(700A)를 포함한다.
상기 펌프유니트(100)는, 도4에 보다 상세하게 도시한 바와같이, 회전동력을 제공하기 위한 구동모터(110)와, 이 구동모터(110)에 의해 회전동력을 제공받는 펌프(120)로 구성되며, 이러한 펌프(120)는 고온의 용융아연을 고압(약 10㎏/㎠)으로 압송할 수 있도록 구성된 고온고압용 입축(종치)피트형 다단펌프로써, 화학플랜트용(개략적용범위는, 최고사용압력: 35㎏/㎠, 최고사용온도: 450℃, 최대유량: 1600㎥/hr, 최대양정: 450m이다) 배럴(Barrel), 볼류트(Volute) 또는 터어빈펌프의 일종이고, 용융아연에 대한 융착성이 좋지않은 내열내마모강재(스테인레스강)로 이루어진다.
커플링(112)을 통해 전달되는 구동모터(110)의 토오크는 구동축(114)과 키이(Key)(미도시)로 조립된 임펠러(122)를 고속회전시킴으로써, 내측 케이싱(128) 내부에 압력과 유량을 형성시켜, 흡입측의 가이드베인(Guide Vain)(124)에서 토출구(126)로 용융아연을 송출시킨다.
상기 내측케이싱(128)과 그를 감싸도록 형성된 고압형 더블케이싱(Double Casing)(130) 사이에는 에어챔버(132)가 형성되며, 여기에서 과열된 공기는 에어브리더(Air Breather)(134)를 통해 배출(vent)됨으로써 에어챔버(132)가 일정기압으로 유지되고, 또한 내측케이싱(128) 및 이들을 서로 조립하는 조립볼트체결부(136)의 조립볼트(미도시)를 냉각시켜 부품열화를 방지한다.
상기 구동축(114)의 중앙부에 형성된 테이퍼콘(Taper Cone)부(116)는 그의 외표면에 끼워지는 커버플랜지(138)에 의해 회전가능하도록 지지되며, 상기 테이퍼콘부(116)와 커버플랜지(138)와의 사이를 통해 펌프(120)측 내부에서 가압된 용융아연의 누설이 최소화되도록 하기 위하여, 상기 구동축(114)의 하단부에 피봇볼트(Pivot Bolt)(140)가 체결되며, 이러한 피봇볼트(140)에 의해 구동축(114)의 테이퍼콘부(116)와 커버플랜지(138) 사이의 틈 간격이 적절하게 설정된 상태로 조립된다.
상기 테이퍼콘부(116)에 대한 틈 간격 조절후, 커플링(112)의 간격이 적정한 상태로 유지할 수 있도록 하기 위하여는, 구동모터(110) 장착시 기초볼트조립부(118)에 심라이너(Shim Liner)(미도시)를 삽입한다.
여기서, 상기 피봇볼트(140)는 나사부 선단이 피봇가공된 볼트를 말하며, 이 피봇볼트(140)를 구동축(114)의 선단부(도면에서는 하단부)에 접촉하도록 셋팅하고 나사머리부를 단속용접하여 고정시킨후, 피봇볼트(140) 조립작업이 가능하도록 하기 위하여 커버(142)는 더블케이싱(130)에 볼트조립되어진다.
상기 테이퍼콘부(116)와 커버플랜지(138)와의 틈새에서 분출되는 용융아연은, 구동축(114)의 테이퍼콘부(116)의 상부측에 끼워져 고정된 어댑터(Adapter)(142)의 원판부(144) 하부면에 충돌후 하부로 떨어져 아연포트로 유입되며, 상기 구동축(114)이 아연포트의 아연도금욕 탕면에서 고속으로 회전하는 것에 기인한 용융아연과 대기의 경계면 온도차이에 의한 열충격파손 및 고온부식마모를 방지하기 위해 상기 어뎁터(142)의 슬리이브부(146)는 최대한 커버플랜지(138) 근처까지 연장가공되어 구동축(114)을 보호한다.
또한, 상기 구동축(114)은 크게 3부위에서 회전지지되며, 하단부에 반경방향 헐거운 끼워맞춤조립된 부시(148) 및 가이드베인(124)과, 중앙부와 상단부에 테이퍼 및 수축조립된 어뎁터(142)(150)가 그것이다. 대부분의 회전력을 어뎁터(142)(150)가 담당하며, 따라서 그 부분에서 발생되는 고열을 냉각할 필요가 있다.
상기 테이퍼 및 수축조립된 어뎁터(142)(150)는 상단부측 외표면이 작은 직경을 가지며 하단부측 외표면이 큰 직경을 가지는 테이퍼를 형성하여, 그 외표면의 상단부측에는 구동축(114)에 대한 반경방향으로 일정길이 연장되다가 하부측으로 절곡형성되는 모습으로 이루어진 냉각핀(152)이 각각 끼워져 어댑터(142)(150)에 체결되는 너트(154)에 의해 그 위치를 유지한다. 그리고, 상기 냉각핀(152)의 구동축(114)측 단부로 하부측으로 절곡형성되며, 이렇게 절곡형성된 부분의 외표면부가 베어링(156)에 의해 각각 회전지지된다.
여기에서, 상기 베어링(156)은 그리이스니플에 의한 수동급지형 단열(單列)볼베어링을 사용하며, 상기 구동축(114)의 어댑터(142)(150) 사이의 중앙부에 고정된 육각머리부(158)는 상기 너트(154)를 어댑터(142)(150)에 체결할 때 공구를 끼우기 위한 것이다.
상기 구동모터(110)의 구동축(114)을 통해 구동모터(110) 내부로 유입되는 전도열을 하단하기 위하여, 커플링(112)의 플랜지 사이에 열전도성이 좋지 않은 비석선계 패드를 삽입한다.
그리고, 복사열을 차단하기 위하여, 상기 냉각핀(152)이 장착된 하부 및 구동모터(110)가 장착된 부분의 각각에 수냉자켓(160)을 형성하는바, 이러한 수냉자켓(160)들은 그 자체가 하우징을 이루거나 하우징으로부터 연장형성된 형상이고, 각각의 상부에 냉각수를 채우기 위한 일정한 공간을 형성한다.
냉각수공급관(162)을 통해서 공급된 냉각수는 상기 수냉자켓(160)의 각각으로 공급되어 상부에 일정높이 채워지며, 구동모터(110)측 수냉자켓(160)의 냉각수는 구동모터(110)의 외측을 감싸도록 형성된 베드(164)를 통해 구동모터(110)를 냉각하고, 베어링(156)측 수냉자켓(160)의 냉각수는 베어링(156)의 외륜부를 냉각하며, 또한 상기 수냉자켓(160)에 고여진 냉각수에 외측 절곡부가 침적된 냉각핀(152)을 통하여 베어링(156)의 내륜부가 냉각된다. 그리고, 이렇게 냉각작용을 마친 냉각수는 각각 드레인관(166)을 통해 배출된다.
여기서, 드레인관(166)의 내경은 냉각수공급관(162)의 내경보다 크게 하고, 드레인관(166)의 입구측 선단의 레벨이 수냉자켓(160)의 높이보다 낮게하여 냉각수가 수냉자켓(160)을 넘쳐 흐르지 않게 하며, 또한 수냉자켓(160)에서 증발된 수증기가 베어링(156)으로 침투하지 않도록 하기 위하여 냉각핀(152)의 평활한 원판디스크부분에 증기배출구멍(153)을 상하로 관통형성한다.
상기 펌프유니트(100)는 기초볼트체결부(168)에 끼워지는 기초볼트에 의해 에어와이핑장치 또는 설비프레임(8)에 안착되며, 이러한 펌프유니트(100)의 분해작업은 에어와이핑장치의 본체를 아연포트에서 인출하거나 본 펌프유니트(100) 전체를 설비프레임으로부터 제거하여 커버(142)를 분리한 다음, 더블케이싱(130)을 분리하고, 계속하여 임펠러(122)와 구동축(114)이 조립된 상태로 내측케이싱(128)을 분리하며, 상기 임펠러(122), 구동축(114) 및 내측케이싱(128)은 노내에서 가열후 분해한다. 이러한 분해작업은 필요시에 이루어질 수 있다.
상기 용융아연필터링부(170)는 용융아연이 가이드베인(124)측으로 유입되는 더블케이싱(130)의 통로(131)상에 갖추어지고, 펌프(120)의 동작에 의해 통로(131)를 통해 유입되는 용융아연의 흐름에 의해 회전력을 제공받는 베인(172)을 가지며, 상기 베인(172)의 회전축(174)은 통로(131)와 동일축선상에 형성되어 베어링(176)에 의해 회전동작이 원할하게 이루어질 수 있도록 지지된다. 물론, 상기 베인(172), 회전축(174) 및 베어링(176)등은 통로(131)측에 끼워지는 하우징(178)내에 장착되고, 상기 하우징(178)의 용융아연흡입구측에는 필터엘레멘트(180)가 장착되어 있다. 물론, 상기 필터엘레멘트(180)의 메쉬는 후술할 용융아연경로상에서 드로스가 퇴적하지 않도록 그러한 드로스를 걸러낼 수 있는 정도로 설정되며, 또한 펌프의 용량도 고려되어져야 한다. 상기 필터엘레멘트(180)의 외표면부에는 다수개의 날개를 가지는 형상으로 형성된 스크레이퍼(182)가 설치되어 회전하면서 필터엘레멘트(180)의 외표면부에 부착된 드로스를 긁어 외부로 제거하게 된다. 물론, 이러한 스크레이퍼(182)는 회전축(174)에 연결되어 회전된다.
상기 용융아연유량조절부(200)는 상기 펌프유니트(100)의 토출구(126)에 연결되어 용융아연을 공급받는 흡입구(214)와 용융아연을 토출하는 토출구(216)를 가지는 용융아연임시저장통(210)을 가지며, 이는 상기 펌프(120)를 통해 흡입구(214)를 거쳐 인입된 용융아연의 펌프맥동파를 감소시키고, 후술할 용융아연의 사용개소에 대한 사용압력과 유량의 변화에 대응하여 그에 부합하는 용융아연을 토출구(216)를 통해 안정적으로 공급하는 역할을 수행한다. 그리고, 상기 용융아연임시저장통(210)의 하단부측에는 용융아연중에 포함되어있던 드로스등의 이물질이 내부에서 퇴적되어 있는 것을 주기적으로 청소하기 위한 커버플랜지(218)가 부착되어 있다.
상기 용융아연임시저장통(210)의 상부에는 아연포트로부터 에어와이핑본체를 인출할 때 용융아연이 배관계통내에서 응고되어 막히지 않도록 라인퍼지를 하기 위한 질소가스붐베(220)가 연결배관(222)을 통해 연결되며, 조업중에 용융아연임시저장통(210)측 글로브밸브(globe valve)(224)를 닫고 질소가스붐베(220)측 게이트밸브(226)를 열어 질소개스밀봉압력으로 글로브밸브(224)를 개방시킴으로써 고압의 질소개스를 후술할 용융아연경로를 통해 고속으로 통과시켜 잔류한 용융아연을 퍼지시킨다. 상기 라인퍼지관, 즉 연결배관(22)내로 용융아연이 침입하여 응고하는 것을 방지하기 위하여 게이트밸브(226)→글로브밸브(224)순으로 열고, 글로브밸브(224)→게이트밸브(226)순으로 닫는다.
상기 용융아연임시저장통(210)의 토출구(216)는 용융아연공급관(300)과 연결되고, 상기 용융아연공급관(300)은 제1지관(310)과 제2지관(320)으로 분지된다.
상기 제1지관(310)에는 압력유량조절용 방출밸브(330)와, 이 방출밸브(330)와 병렬로 연결된 바이패스용 게이트밸브(340)가 장착된다.
상기 게이트밸브(340)를 적정개도로 조절하는 경우 펌프(120)에서 토출된 용융아연은 일정량의 기본유량만 통과하고, 방출밸브(330)의 스프링설정압력(약 10㎏/㎠이하) 및 유량을 초과하는 범위의 용융아연은 방출밸브(330)를 통해 게이트밸브(340)의 출측유로와 합류하여 린스노즐부로 흐르기 때문에 펌프(120)의 토출구(126)↔용융아연유량조절부(200)↔저어널베어링간에는 설정균압이 형성되어 스트립사양별 단위장력(Unit Tension)에 비례하는 저어널베어링의 부상정압을 형성시켜 유체윤활상태가 되게 하며, 린스노즐부로 넘쳐흐르는 용융아연은 싱크롤로 진입되는 스트립에 노즐, 스테빌라이징롤 통과후 에어나이프로 진입하는 스트립에 노즐을 통해 분사됨으로서 스트립에 부착된 스케일을 세척하거나 필터로 걸러진 청정용융아연 분위기를 형성함으로서 에어와이핑전에 스트립을 헹구는 역할을 하게 된다.
대부분의 용융아연은 게이트밸브(340)를 통과해 린스노즐로 분사되고, 방출밸브(330)는 저어널베어링에 정압을 형성하도록 변동유량만 제어한다.
실제로, 2∼3단으로 설정압력까지 승압하려면 임펠러직경이 커지게 되어, 유량이 큰 펌프가 사용되나, 저어널베어링의 간극을 통해서 누설되는 용융아연의 유량이 극히 적으므로 자연히 린스노즐부로 넘쳐흐르는 용융아연의 유량이 많게 되어, 린스노즐의 스케일세척유량 및 용융아연의 청결도를 유지하는 순환유량으로서 충분하게 공급된다.
즉, 저어널베어링기능에 드로스제거기능을 추가적으로 할 때, 펌프는 압력과 유량이 균형을 갖는 효율적인 용량으로 선정될 수 있다.
상기 밸브(330)(340)는 스템(stem)(332)(342)을 통해 용융아연이 누설되어 핸들(334)(344)로 분출되지 않도록 하기 위한 차단원판(336)(346)을 각각 가지고 있으며, 특히 방출밸브(330)는 스프링(331)을 내장하고 있고, 스템(332)에 연결된 눈금자(337)를 포켓(335)과 일체식인 지시침(338)이 가르키는 수치로 밸브개도 및 작동여부를 확인할 수 있다.
상기 싱크롤 저어널베어링부(400)는 도6에 보다 상세하게 도시한 바와같이, 싱크롤(4)의 양단부측에 형성되어지는 저어널(402)을 수용하여 회전가능하도록 수용하는 하우징(410)을 가지며, 상기 하우징(410)은 중공부를 가지는 대략의 직육면체 형상으로 이루어지고, 상기 하우징(410)의 중공부는 저어널(402) 내부로 끼워지는 싱크롤이 수용되어 상하로 이동할 수 있는 대략의 '∩'자형으로 형성되는바, 저어널(402)의 외경과 동일한 크기의 반경을 가지는 반원부(412)와, 저어널(402)의 외경크기와 동일한 간격을 가지도록 상기 반원부(412)로부터 일정길이 연장된 직선부(414)로 이루어진다. 물론, 이러한 하우징(410)의 중공부는 저어널(402)이 끼워지는 싱크롤(4)의 양단축(403)이 상하로 이동할 수 있는 경로를 제공하는 최소한의 공간을 제외한 나머지가 폐쇄벽(418)에 의해 폐쇄된다. 또한, 상기 저어널(402)은 싱크롤(4)의 양단축(403)에 키이병용 억지끼워맞춤으로 조립된다.
그리고, 상기 저어널(402)의 외측림(rim) 미끄럼면 양쪽 원주방향으로 피스톤링(416)이 삽입되어 밀봉될 수 있도록 홈이 가공되어 있으며, 이러한 피스톤링(416)의 각각은 폐쇄벽(418)의 내표면부에 밀착된 상태로 유지함으로써, 후술하는 공간(428)을 외부와 차단한다.
상기 하우징(410)내에 수용되는 저어널(402)의 회전중심선을 포함하는 수평기준선(420)은 반원부(412)의 중심선을 포함하는 수평기준선(422)에 비하여 하부측에 위치하도록 설정하여 편심토록 하는바, 싱크롤(4) 반대측 폐쇄벽(418)에는 스톱볼트(424)가 체결되어 스톱시이트(stop seat)(426)를 매개로 저어널(402)의 일단부를 지지하여 저어널이 설정된 위치에서 유지될 수 있도록 하고, 상기 반원부(412)와 저어널(402)의 사이에는 편심된 양에 해당하는 공간(428)이 형성되어 유입구(430)를 통해 펌프(120)에 의해 가압된 용융아연이 상기 공간(428)으로 충진되면서, 스트립의 장력에 대한 반력으로 작용하여 싱크롤(4)의 평형상태를 유지하게 한다.
상기 하우징(410)의 하단부를 형성하는 분출방지판(protection cover)(432)은 저어널(402)과 하우징(410)간의 틈새를 통해 분출되는 용융아연을 가장자리에 충돌시켜 안전재해를 방지하도록 하며, 중앙부위에는 용융아연의 출입이 가능하게 관통구멍(434)을 형성한다.
또한, 본 발명은 상기 하우징(410)내에 수용된 저어널(402)의 편심상태를 측정할 수 있는 수단을 가지는바, 이는 일측 단부가 하우징(410)의 직선부(414) 일측에 고정된 피아노선(436)을 가지며, 상기 피아노선(436)은 싱크롤의 회전방향을 따라 저어널(402)의 하단부를 에워싸듯이 통과하고, 계속하여 아연포트 상부측에 설치된 가이드롤러(438)를 통과하여 그 단부에 손잡이(440) 및 지시침(442)을 형성한다. 그리고, 상기 지시침(442)이 가르키도록 된 눈금을 형성한 눈금자(444)가 설치되며, 따라서 상기 손잡이(440)를 잡아당기거나 별도의 수단에 의해 적정한 힘으로 잡아당겨질 경우 상기 지시침(442)이 가르키는 눈금자(444)의 눈금을 읽어 저어널(402)의 위치, 즉 하우징(410)과의 편심된 상태를 측정할 수 있게 된다.
상기 피아노선(436)은 저어널(402)의 위치에 따라 카테너리궤적(catenary trace)을 그리게 되며, 저어널(402)-하우징(410) 간극과 피아노선(436) 궤적간의 상관관계에 따른 환산눈금자를 읽어 저어널베어링이 부상할때의 간극을 측정하고, 간극조정이 필요할 때 방출밸브(330)의 스프링 설정압력을 재조정한다.
상기 스테빌라이징롤의 저어널베어링부는 구동측과 피동측이 약간 다르게 형성되는바, 구동측 저어널베어링부(500)를 도7에, 피동측 저어널베어링부(500A)를 도8에 도시한다.
이들 스테빌라이징롤의 저어널베어링부(500)(500A)도 상기 싱크롤저어널베어링부(400)와 개략적인 구성이 유사하며, 저어널(502)(502A)이 끼워지는 부분에 곡선부(512)(512A)와 직선부(514)(514A)를 형성한 중공부를 갖춘 하우징(510)(510A)을 가진다. 물론, 저어널베어링부(500)(500A)의 하우징(510)(510A)은 중공측 곡선부(512)와 직선부(514)보다 더 내측으로 연장되는 페쇄벽(518)(518A)을 가지며, 피동측 저어널베어링부(500A)의 하우징(510A)에 대한 일측의 폐쇄벽(518A)에는 스톱볼트(524A)가 체결되어 스톱시이트(stop seat)(526A)를 매개로 저어널(502A)의 일단부를 지지하여 저어널이 설정된 위치에서 유지될 수 있도록 한다.
상기 하우징(510)(510A)의 홀더(520)(530)는 에어와이핑본체에 용접으로 고정되며, 하우징(510)(510A)의 일측에 형성된 리프팅러그(lifting lug)(540)를 후크에 걸어 하우징(510)(510A)의 패드부(534)를 상기 홀더(520)에 삽입하고, 리프팅러그(540)가 형성된 측의 하우징(510)(510A)에 형성된 구멍(536)과 홀더(530)의 구덩(532)을 일치시킨다음, 테이퍼핀볼트(taper pin bolt)(538)를 체결함으로써 저어널베어링을 조립한다.
물론, 상기 저어널베어링부(500)(500A)의 몸체(510)(510A) 각각에도 유입구(542)를 형성하여 그를 통해 펌프(120)에 의한 용융아연이 저어널(502)(502A)과 곡선부(512)(512A)의 사이에 유입됨으로써 그 압력에 의해 저어널(502)(502A)에 가해지는 반력을 담당하게 된다.
또한, 피스톤링(516)(516A)이 저어널(502)(502A)에 각각 장착되어 고압의 용융아연이 외부로 누설되지 않도록 한다.
롤표면에 부착된 드로스를 제거하는 스크레이퍼(600)(600A)는 도9에 도시된 바와같이, 칼날(edge)(610)(610A)과 찌(float)(620)(620A)로 구성되며, 용융아연의 비중량(7.133 g/㎠)이 칼날(610)(610A)을 형성하는 단조강(7.75 g/㎠)과 거의 같으므로 칼날(610)(610A)이 롤표면에 적정한 면압을 유지하도록 중공원통구조인 찌(620)(620A)내에 쇳가루를 적정한 정도 충진함으로써 부력을 조절한다.
스테빌라이징롤용 스크레이퍼(600)는 일단부가 핀(630)을 매개로 회전가능하도록 설치된 아암(632)의 타단부에 칼날(610)이 접합되어 이루어지고, 상기 아암(632)의 중앙부가 피아노선(634)을 매개로 찌(620)에 연결되며, 이러한 스크레이퍼(600)에 의해 롤 표면으로부터 박리된 스케일은 상부로 부유하게 된다.
싱크롤용 스크레이퍼(600A)는 칼날(610A)이 가이드(630A)를 따라 상하방향으로 이동할 수 있도록 하고, 피아노선(634A)이 상기 칼날(610A)의 양측에 연결되어 안내롤(640A)을 거쳐 상기 칼날(610A)을 하부측으로 잡아당기도록 한 상태로 찌(620A)에 연결됨으로써 칼날(610A)의 선단이 롤의 표면에 밀착된 상태를 유지하면서 그로부터 스케일을 제거하며, 이렇게 제거된 스케일은 후술하는 린스노즐에서 분사된 용융아연의 흐름에 의해 롤의 스트립 인입측에는 유입되지 않게 된다.
아연포트의 구조상 용융아연이 대기에 노출되어 있으므로 불가피하게 생성되는 산화아연, 가열로에서 연속적으로 진입하는 스트립표면의 산화철등의 드로스를 완전히 제거하는 방법은 없으므로 아연포트 상부표면에 부상한 드로스는 현재와 같이 주걱으로 제거한다.
다만, 싱크롤 표면과 스트립 사이에 드로스가 압입고착되는 것을 방지하고, 스테빌라이징롤의 후단 즉 에어와이핑 직전에 스트립에 부착되는 용융아연의 청결도를 유지하기 위하여, 린스노즐본체로 형성된 국부적인 챔버에 가압된 청전용융아연을 분사시켜 도금품질을 향상시키는 것이 효과적인 방법이다.
이러한 역할을 린스노즐부(700)(700A)가 담당하는바, 이는 도10에 보다 상세하게 도시한 바와같이, 싱크롤용 린스노즐부(700)와 스테빌라이징롤용 린스노즐부(700A)로 이루어지고, 이들 각각은 용융아연이 유입되는 유입구(710)(710A)를 가지며, 상기 유입구(710)(710A)는 중공파이프형상의 헤더(720)(720A)에 설치된다.
상기 헤더(720)(720A)는 유입구(710)(710A)를 통해 유입된 용융아연을 균압분포시켜, 그 헤더(720)(720A)에 설치된 노즐몸체(730)(730A)의 유출구(732)(732A)를 통해 고압의 용융아연이 분사된다.
물론, 상기 헤더(720)(720A)는 에어와이핑본체의 홀더(740)(740A)에 끼워져 위치가 조정되어진 후 용접등으로 고정된다.
상기 싱크롤용 린스노즐부(700)는, 싱크롤측과 인입하는 스트립측의 사이에 설치되고 스트립 권취지점을 향해 용융아연을 분사하기 위해 노즐유출구(732)을 직선형으로 하는 것이 좋으며, 상기 노즐몸체(730)의 양단부측에 설치된 측면커버(734)의 간격은 스트립의 최소폭을 기준으로 하며, 챔버는 양쪽측면커버(734)↔양쪽상부커버인 노즐몸체(730)↔싱크롤↔스트립으로 형성된다.
스테빌라이징롤용 린스노즐부(710A)는, 프론트롤용 린스노즐부(710A')과 레어롤용 린스노즐부(710A")로 구분하고, 챔버는 양쪽측면커버(734A)↔노즐몸체(730A)↔스테빌라이징롤↔스트립으로 형성되며, 노즐유출구(732A)는 챔버내를 통과하는 스트립의 양측에 수직되게 분사되도록 선단절곡형이다.
챔버의 댐(dam)을 형성하는 양쪽 측면커버(734)(734A)↔양쪽노즐몸체(730)(730A)의 선단부 레벨이 아연포트내 용융아연의 탕면레벨보다 높게하여 부유된 드로스가 에어나이프에서 와이핑으로 생성된 산화스케일함유 용융아연이 챔버내로 들어오지 못하게 한다.
상술한 바와같이 본 발명에 따른 용융아연도금장치에 의하면, 펌프(120)에서 가압토출된 용융아연이 베어링부에 작용하여 싱크롤과 스테빌라이징롤의 저어널을 밀어 스트립의 장력과 평형상태를 유지하여 유체윤활상태가 되게 함으로써, 고온의 용융아연분위기에서 높은 면압이 작용되는 저어널마찰부부품의 수명연장을 통한 생산설비안정과 정비비절감을 기하며, 원할한 롤의 구동으로 에어나이프로 진입하는 스트립의 떨림(hunting)에 의한 에어와이핑파형결함을 감소시켜 도금표면품질을 향상시킨다.
또한, 용융아연의 부력조정으로 롤에 작용하는 스크레이퍼의 면압을 적정하게 하여 롤표면에 고착된 드로스를 제거함으로서 지속적인 표면엄격재(GA재)생산을 가능하게 하고 롤 표면의 마모를 최소화한다.
또한, 펌프(120)에서 가압토출된 청정용융아연을 린스노즐부에 의해 스트립의 싱크롤 인입부에 분사세척하여 드로스의 유입고착을 방지하며, 린스노즐부에 의해 형성된 댐에서 에어와이핑으로 진입되기 직전의 스트립을 세정하고, 와이핑에어에 의해 형성된 산화스케일과 온도강하된 용융아연이 댐밖으로 유출되도록 하여 진입하는 스트립에 접촉되지 않도록 함으로서 도금표면품질을 향상시킨다.

Claims (3)

  1. 냉간압연된 스트립(S)이 장력제어롤(1)을 거쳐 아연도금조(2)의 용융아연(3)속으로 유입되고, 계속하여 용융아연(3)에 침적된 싱크롤(4)을 거쳐 배출되어 밴드롤(5)에 의해 후공정으로 진행하며, 상기 아연도금조(2)로부터 배출된 스트립(S)은 에어와이퍼(6)에 의해 분사되는 고압의 공기에 의해 도금량이 조절되도록 된 용융아연도금장치에 있어서,
    상기 싱크롤(4)의 양단부측 저어널(402)을 지지하는 저어널베어링부(500)는, 저어널(402)의 직경과 동일한 직경을 가지는 반원단면과 그 반원단면으로부터 하부측으로 연장된 사각단면으로 이루어진 '∩'자형 단면의 하우징(410) 중공부에 회전 및 상하이동하도록 수용되고, 상기 저어널(402)의 상측 외표면과 하우징(410)의 중공부 내표면이 이루는 밀폐공간(428)으로는 펌프(120)에 의해 압축된 고압의 용융아연이 유입구(430)를 통해 지속적으로 공급됨을 특징으로 하는 용융아연도금장치.
  2. 냉간압연된 스트립(S)이 장력제어롤(1)을 거쳐 아연도금조(2)의 용융아연(3)속으로 유입되고, 계속하여 용융아연(3)에 침적된 싱크롤(4)을 거쳐 배출되어 밴드롤(5)에 의해 후공정으로 진행하며, 상기 아연도금조(2)로부터 배출된 스트립(S)은 에어와이퍼(6)에 의해 분사되는 고압의 공기에 의해 도금량이 조절되고, 상기 싱크롤(4)의 외표면부 부착된 이물질은 그 롤(4)의 외표면부에 밀착된 상태로 유지되는 스크레이퍼의 칼날에 의해 제거되도록 된 용융아연도금장치에 있어서,
    상기 스크레이퍼의 칼날은 고온에 견디는 선을 매개로 찌와 연결되고, 상기 찌는 용융아연(3)에 침적되어 부력에 의해 상승하면서 상기 칼날이 롤 외표면에 밀착되는 방향으로 힘을 전달함을 특징으로 하는 용융아연도금장치.
  3. 냉간압연된 스트립(S)이 장력제어롤(1)을 거쳐 아연도금조(2)의 용융아연(3)속으로 유입되고, 계속하여 용융아연(3)에 침적된 싱크롤(4)을 거쳐 배출되어 밴드롤(5)에 의해 후공정으로 진행하며, 상기 아연도금조(2)로부터 배출된 스트립(S)은 에어와이퍼(6)에 의해 분사되는 고압의 공기에 의해 도금량이 조절되도록 된 용융아연도금장치에 있어서,
    상기 롤(4)과 스트립(S)이 접촉하는 영역에는 설비프레임(8)에 고정된 린스노즐부가 위치되고, 상기 린스노즐부는 필터엘레멘트(180)에 의해 이물질이 필터링된 상태로 펌프(120)에 의해 압축된 고압의 청정용융아연을 공급받는 유입구를 가지며, 상기 유입구를 통해 유입된 고압의 청정용융아연은 유출구를 거쳐 상기 롤(4)과 스트립(S)이 접촉하는 영역으로 분사됨으로써 그 영역이 청정용융아연으로 채워지도록 함을 특징으로 하는 용융아연도금장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100838737B1 (ko) * 2007-03-29 2008-06-16 주식회사 포스코 용융아연도금장치의 싱크롤과 스테빌라이징롤용 저어널베어링 보호장치
CN114774825A (zh) * 2022-03-10 2022-07-22 冠县仁泽复合材料有限公司 一种锌层厚度自动控制装置

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