KR20040012140A

KR20040012140A - 아연도금설비내의 아연 흄 제거장치 및 제거방법

Info

Publication number: KR20040012140A
Application number: KR1020020045532A
Authority: KR
Inventors: 이시재
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2004-02-11

Abstract

본 발명은 기체상의 아연으로 이루어진 아연 흄을 스노우트의 외부로 배출한 후, 이를 응축하여 아연 더스트(Zinc Ash)형태로 변환시키고, 이러한 아연 더스트에 고압의 질소 가스를 분사하여 제거함으로써 스노우트 내에서 아연 더스트가 응축, 결집되어 강판상으로 추락되는 것을 방지하는 아연도금설비의 아연 흄 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다. 본 발명은, 스노우트로부터 고온의 오염 가스를 인출하고, 저온의 정화 가스를 다시 스노우트로 되돌리기 위한 배관계통과 펌프를 구비한 흄 흡인부; 상기 흄 흡인부의 배관에 장착되고, 내부에는 저온의 냉매가 흐르는 냉각관을 구비하여 상기 냉각관의 외부를 흐르는 고온의 오염 가스로 부터 아연 흄을 응축시켜 분리시키는 흄 냉각부; 그리고, 상기 흄 냉각부의 후류측 배관에 연이어 배치되고, 내부에는 히터를 구비하며, 상기 흄 냉각부를 통과하여 더스트가 제거된 저온의 정화 가스을 가열시켜 고온 상태에서 상기 스노우트로 복귀되도록 하는 흄 가열부를 포함하여 스노우트로부터 인출된 고온의 오염 가스에서 아연 흄을 냉각시켜 제거하는 아연 흄 제거장치를 제공한다.

Description

아연도금설비내의 아연 흄 제거장치 및 제거방법{AN APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING ZINC FUME FROM ZINC PLATING FACILITIES}

본 발명은 연속아연도금라인에서 도금작업중 아연도금강판 표면에 묻어 품질을 불량하게 하는 아연 흄(Zinc Fume)을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 기체상의 아연으로 이루어진 아연 흄을 스노우트의 외부로 배출한 후, 이를 응축하여 아연 더스트(Zinc Ash)형태로 변환시키고, 이러한 아연 더스트에 고압의 질소 가스를 분사하여 제거함으로써 스노우트내에서 아연더스트가 응축, 결집되어 강판상으로 추락되는 것을 방지하는 아연도금설비의 아연 흄 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로, 아연도금 설비(200)는 도 7에 도시된 바와 같이 가열로(205)의 하부측에 아연도금욕조(207)를 구비하고, 상기 가열로(205)에서 스노우트(210)를 통하여 아연도금욕조(207)로 강판(220)을 유도 장입하도록 되어 있다.

이와 같이 아연도금설비(200)에 갖춰진 스노우트(210) 내부의 환경 및 아연 더스트의 영향을 설명하기 위해 우선 강판(220)의 열처리를 목적으로 하는 가열로(205)의 상황을 먼저 설명한다. 상기 가열로(205)는 그 내부의 가스가 환원성 분위기(산소가 없는 상태)에서 강판(220)을 열처리하기 위하여 질소(N2) 가스와, 여기에 5% 이상의 수소(H2) 가스를 혼합한 분위기 가스(230)를 사용한다.

이러한 가열로(205)는 아연도금욕조(Zinc pot)(207)에 연결되는 스노우트(210)(Snout section)에서도 이와 동일한 환원성 분위기 가스로 채워져 있다. 이러한 가열로(205)에서 열처리된 강판(220)은 환원성 분위기가 유지된 상태에서 스노우트(210)를 통하여 아연 도금욕조(207)로 들어가 Fe와 Zn의 합금이 이루어지게 된다. 따라서, 고체상태의 Fe와 액체상태의 Zn이 서로 결합된 아연도금강판(220)을 제조하게 된다.

그러나, 상기 스노우트(210)의 내측에서는 용융상태의 아연(232)이 고온에 의해서, 즉 대략 420℃이상에서 증기화되고, 이러한 기체상의 아연은 아연 흄(235)을 생성하여 스노우트(210) 내부의 분위기 가스(230)에 혼합되고, 그에 따라서 기체 아연을 분위기 가스가 함유한 오염 가스(G1)를 생성한 상태로 유지된다.

이와 같은 아연 흄(235)은 아연 도금욕조(207)에 인접한 스노우트(210)부분에서 집중적으로 생성되며, 이러한 아연 흄(235)은 스노우트(210) 내벽에서 온도차이에 의해서 오염 가스(G1)의 기체상으로 부터 응축되어 고체상 분말인 아연 더스트(Zinc Ash)(240) 상태로 붙어 있다가 그 덩어리가 점점 커지면 자중에 의해 떨어져 그 하부측의 강판(220)에 묻게 된다.

이와 같은 경우, 고체 상태인 강판(220)의 Fe와, 고체 상태인 아연 더스트(240)의 Zn 가루가 묻어 있는 상태이므로, Zn 욕조(207)로 들어가게 되므로 이 부분에서는 Fe와 Zn의 합금이 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 고체 상태인 Zn 더스트(240)가 합금을 방해하게 됨으로써 도금불량의 원인이 되는 것이다.

따라서, 이러한 도금 품질의 악영향을 방지하기 위하여는 아연 흄(235)이 스노우트(210) 내부에서 응축되어 더스트화 되는 것을 방지하기 위한 장치가 필요한 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 아연 흄(235) 제거 방법으로는 아연 흄(235)을 스노우트(210)에 연결된 필터(미도시)를 통과시켜 제거하는 방법이 있으며, 여기서 사용되는 필터는 통상적으로 백 필터를 사용하게 된다. 그러나 이와 같은 방식은 어느 정도 아연 더스트(240)를 제거할 수 있지만, 백 필터의 빈번한 교환을 필요로 하고, 완벽한 아연 더스트의 제거가 어려운 문제점이 있다.

그리고, 스노우트(210)의 외면에 히터(212)를 장착하여 스노우트(210)의 내벽에서 아연 흄(235)의 응축을 방지하고자 한 것이지만, 이는 스노우트(210)내부의 아연 흄(235) 농도가 너무 높기 때문에 이러한 구조도 그 다지 효과적이지 못한 것이었다.

한편, 이와는 다르게 도금욕조(207)의 표면에서 아연 흄(235)이 발생하는 것을 원천적으로 방지하는 방법으로는 산소(O2)를 함유한 질소가스를 도금욕 표면에 분사하여 ZnO 산화막을 형성시키는 방법이 있다. 그러나, 이와 같이 ZnO 산화막을 형성시키는 방법은 두께가 얇은 강판(220)을 제조할 경우에는 효과가 있으나 두께가 두꺼운 강판(220)을 제조할 경우에는 강판(220)이 보유한 잠열로 인해 아연 흄(235)의 발생량이 증가하므로 ZnO가 쉽게 생성되지 않는다.

즉, 두꺼운 강판(220)에서 발생하는 열이 도금욕의 표면을 활성화시켜 안정된 산화막을 이루지 못하게 되는 것이다. 따라서 아연 흄(235)의 발생을 근본적으로 발생시키지 않도록 하는 데에는 한계가 있는 것이다.

또한, 두께가 얇은 박판일지라도 ZnO 산화막이 묻어 나게 되면, 도금후 강판(220)표면에 흰색의 선상무늬가 나타나는 결함을 보이고 있다. 따라서, 아연도금강판(220)의 품질을 완벽하게 보장할 수 없는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 아연도금설비의 가열로와 아연 도금욕조를 연결하는 스노우트부위에서 기체 아연이 더스트화 되어 스노우트의 내부에 부착되어 있다가 강판 표면에 묻게 되어 도금불량의 원인이 되는 것을 효과적으로 방지하여 도금강판의 표면불량을 방지하도록 개선된 아연 흄 제거장치및 제거방법을 제공함에 있다.

제 1도는 본 발명에 따른 아연 흄 제거장치가 아연도금설비에 장착된 상태를 도시한 전체 구성도;

제 2도는 본 발명에 따른 아연 흄 제거장치를 도시한 기기 계통도;

제 3도는 본 발명에 따른 아연 흄 제거장치에 갖춰진 냉각유닛을 도시한 구성도로서,

a)도는 케이싱과 냉각관을 나타낸 구성도,

b)도는 냉각관에 냉각핀이 장착된 구성도,

c)도는 냉각관과 냉각핀에 아연 더스트가 부착된 상태도;

제 4도는 본 발명에 따른 아연 흄 제거장치에 갖춰진 흄 가열부를 도시한 구성도;

제 5도는 본 발명에 따른 아연 흄 제거장치에 갖춰진 콘트롤러가 각종 기계요소들을 원격 자동제어하는 상태를 도시한 설명도;

제 6도는 본 발명에 따른 아연 흄 제거방법을 구현하기 위한 제어 순서도;

제 7도는 일반적인 연속아연도금라인의 가열로와 아연도금욕조가 연결되는 스노우트부분의 상세 구조도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10.... 흄 흡인부 14a,14b.... 3방향 전환밸브

16a,16b.... 냉각유닛 22a,22b.... 지관

24.... 흡인 펌프 30.... 흄 냉각부

32.... 케이싱 34.... 냉각관

34a.... 냉각핀 43.... 질소 공급관

45.... 원추형 호퍼 47a,47b..... 지관

52.... 더스트 수집기 54.... 수조

58.... 질소가스 배출관 60.... 흄 가열부

62.... 히터 64.... 중공의 실린더

66.... 전기 저항코일

80.... 제어콘트롤러(Programmable Logic Controller)

200.... 아연도금 설비 205.... 가열로

207.... 아연도금욕조 210.... 스노우트

220.... 강판 230.... 분위기 가스

235.... 아연 흄 240.... 아연 더스트 (Zinc Ash)

G1.... 오염 가스 G2.... 정화 가스

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연속아연도금라인에서 가열로와 아연도금욕조를 연결하는 스노우트(Snout section)내의 아연 흄(Zinc Fume)을 제거하기 위한 장치에 있어서,

스노우트로부터 고온의 오염 가스를 인출하고, 저온의 정화 가스를 다시 스노우트로 되돌리기 위한 배관계통과 펌프를 구비한 흄 흡인부;

상기 흄 흡인부의 배관에 장착되고, 내부에는 저온의 냉매가 흐르는 냉각관을 구비하여 상기 냉각관의 외부를 흐르는 고온의 오염 가스로 부터 아연 흄을 응축시켜 분리시키는 흄 냉각부; 그리고,

상기 흄 냉각부의 후류측 배관에 연이어 배치되고, 내부에는 히터를 구비하며, 상기 흄 냉각부를 통과하여 더스트가 제거된 저온의 정화 가스을 가열시켜 고온 상태에서 상기 스노우트로 복귀되도록 하는 흄 가열부를 포함하여 스노우트로 부터 인출된 고온의 오염 가스에서 아연 흄을 냉각시켜 제거함을 특징으로 하는 아연 흄 제거장치를 마련함에 의한다.

그리고, 본 발명은, 연속아연도금라인에서 가열로와 아연도금욕조(Zinc pot)를 연결하는 스노우트(Snout section)내의 아연 흄(Zinc Fume)을 제거하기 위한 방법에 있어서, 스노우트내측으로부터 고온의 오염 가스를 흡인하여 외부로 인출하는 단계;

상기 스노우트의 외부로 흡인된 고온의 오염 가스를 저온의 냉매가 흐르는 냉각관에 열교환시켜 아연 흄을 응축 분리시키고, 저온의 정화 가스를 생성하는 아연 흄응축및 분리단계;

그리고, 상기 더스트가 제거되어 정화된 저온 가스를 가열시켜 고온 상태에서 상기 스노우트로 복귀되도록 하는 단계를 포함하여 스노우트로 부터 인출된 고온의 오염 가스로 부터 아연 흄을 냉각시켜 제거하고, 정화된 가스를 고온 상태로 가열시켜 스노우트에 순환시킴을 특징으로 하는 아연도금설비의 아연 흄 제거방법을 마련함에 의한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 아연 흄 제거장치(1)가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 아연도금설비의 아연 흄 제거장치(1)의 구성은 아연 흄(235)이 분위기 가스(230)에 포함되어 생성된 고온의 오염 가스(G1)를 스노우트(210)로부터 흡인 인출하고, 저온의 정화 가스(G2)를 다시 스노우트(210)로 되돌리기 위한 흄 흡인부(10)를 구비한다.

상기 흄 흡인부(10)는 이를 위하여 상기 스노우트(210)에 일단이 연결된 배관계통(12)을 갖추고, 상기 배관계통(12)은 그 중간부분이 3방향 전환밸브(14a)를 통하여 복수의 냉각유닛(16a)(16b)에 연결된 각각의 지관(20a)(20b)으로 분기된다.

그리고, 상기 복수의 냉각유닛(16a)(16b) 후방으로는 또 하나의 3방향전환밸브(14b)가 배관계통(12)에 마련되어 이들 냉각유닛(16a)(16b)로 부터의 각각의 지관(22a)(22b)들을 하나로 통합하게 된다. 그리고, 상기 후방측 3방향 전환밸브(14b)의 후류측으로는 이들 배관계통(12)에 흡인력을 부여하기 위한 흡인 펌프(24)가 구비되며, 상기 흡인 펌프(24)의 후류측 배관계통(12)은 그 말단이 스노우트(210)에 연결되어 이들 배관계통(12)을 통과한 정화된 가스가 스노우트(210)로 복귀되도록 한다.

즉, 상기 흄 흡인부(10)는 흡인 펌프(24)가 스노우트(210)로부터 오염된 가스를 인출하고, 정화된 가스를 다시 스노우트(210)로 되돌리기 위한 것이며, 상기 배관계통(12)을 통과하는 고온의 오염된 가스로 부터 아연 흄(235)을 응축 분리시키기 위한 흄 냉각부(30)가 상기 배관계통(12)의 중간에 마련된다.

상기 흄 냉각부(30)는 도 3에 상세히 도시된 바와 같이, 중공형의 케이싱(32)을 각각 갖는 냉각유닛(16a)(16b)들이 상기 배관계통(12)에 병렬로 나란하게 배치되고, 그 각각의 내측에는 저온의 냉매가 내부에서 흐르는 냉각관(34)을 구비한다. 그리고, 상기 냉각관(34)의 외측을 고온의 오염가스(G2)가 통과되도록 함으로써 고온의 오염된 가스(G2)로 부터 아연 흄(235)을 아연 더스트(240)로 응축시켜 분위기 가스(230)와 분리시키게 된다.

상기와 같은 흄 냉각부(30)는 냉각관(34)의 내부에서 흐르는 냉매로서 냉각수등을 예로서 들수 있으며, 이와는 다르게 일반적으로 사용가능한 프레온(freon)등의 냉매가스가 흐르도록 할 수도 있는 것이다. 또한, 상기 냉각관(34)은 그 외면에 각각 표면적이 확대되도록 하기 위한 냉각핀(34a)을 구비할 수 있으며, 상기 냉각관(34)은 중공의 케이싱(32)내에서 보다 많은 전열면적을 갖도록 도 3b에 도시된 바와 같이, 구불구불한 사행구조(serpentine structure)를 갖출 수 있고, 이와 같은 냉각관(34)은 다층으로 적층될 수도 있음은 물론이다.

그리고, 상기 각각의 냉각유닛(16a)(16b)들은 그 케이싱(32)의 일측 상단에 질소 공급관(43)들이 배치되고, 상기 케이싱(32)의 하단은 상광하협의 원추형 호퍼(45)구조를 이루며, 이들 호퍼(45)들은 그 하부측의 각각의 배출지관(47a)(47b)들에 연결된다.

그리고, 상기 지관(47a)(47b)들은 하나의 3방향 전환밸브(49)에 연결되고, 상기 3방향 전환밸브(49)의 배출관(49a)이 더스트 수집기(52)에 연결되는 것이다. 상기 더스트 수집기(52)는 냉각수가 내부에 담긴 수조(54)의 형태를 가지고, 그 하부측에는 드레인 밸브(56)가 갖춰지며, 일측으로는 질소가스 배출관(58)이 연결된다.

따라서, 상기 냉각유닛(16a)(16b)들은 각각 상기 질소 공급관(43)으로 부터 질소가 공급되면, 상기 냉각관(34)의 외측을 통과하면서 냉각핀(34a)에 응축되어 부착된 아연 더스트(240)들이 질소가스의 분사흐름 충격에 의해 냉각핀(34a)으로 부터 분리되고, 이러한 분리된 더스트(240)들은 그 하부측의 호퍼(45)를 통하여 하강되어 더스트 배출지관(47a)(47b)과 배출관(49a)을 통하여 더스트 수집기(52)로 배출되는 것이다.

그리고, 상기 흄 냉각부(30)를 통과하여 아연 더스트(240)가 제거된 저온의 정화 가스(G2)를 가열시켜 고온 상태에서 상기 스노우트(210)로 복귀되도록 하는 흄 가열부(60)는 흄 냉각부(30)의 후류측 배관계통(12)에 연이어 배치되고, 히터(62)를구비하고 있다.

즉, 상기 흄 가열부(60)는 도 4에 도시된 바와 같이, 흄 냉각부(30)를 통과하여 아연 흄(235)이 응축 제거되어 정화된 저온 가스(G2)를 가열하기 위한 것으로 상기 정화된 저온 가스(G2)가 내부를 통과하는 중공의 실린더(64)를 가지며, 그 내측으로는 전기 저항코일(66)이 삽입되어 전원에 의해 가열됨으로써 히터(62)를 제공한다.

상기 정화된 가스(G2)는 전기 저항코일(66)의 외측으로 통과하면서 상기 코일(66)에 의해서 가열되어 적정온도를 유지하게 되고, 이는 정화된 가스(G2)가 다시 스노우트(210)로 복귀하는 과정에서 스노우트(210)내의 온도에 비해 거의 편차가 나지 않게 되어 스노우트(210)내의 오염된 가스(G1)의 온도를 낮추지 않는다. 따라서, 정화된 가스(G2)가 복귀되어도 스노우트(210)내부의 오염된 가스(G1)는 아연 더스트(240)를 스노우트(210)내부에서 응축시키지 않는 것이다.

한편, 상기에서는 흄 가열부(60)의 히터(62)로서 전기 저항 코일(66)을 사용하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 다른 매체, 즉 예를 들면, 튜브(미도시)의 내측을 고온의 가스가 흐르고, 그 외측을 정화된 가스(G2)가 통과하여 가열되어지는 구조나, 그밖의 다른 가열구조로 이루어질 수 있음은 물론이다.

미설명 부호(T)는 온도계이고, (80)는 제어콘트롤러(Programmable Logic Controller)이다.

상기와 같이 본 발명은, 스노우트(210)의 내부에서 용융 아연(232)이 고온의 분위기 가스(230)에 의해서 증발되어 기체화되고, 이러한 증발 아연으로 이루어진 아연흄(235)이 분위기 가스(230)에 섞여 있는 오염 가스(G1)가 흡입 펌프(24)에 의해 스노우트(210)의 외부로 인출되어 진다.

이때, 흄 냉각부(30)의 복수의 냉각유닛(16a)(16b) 전단에 장착된 3방향 전환밸브(14a)에 의해 오염 가스(G1)는 어느 일측의 냉각유닛(16a)으로 흐르도록 되어 냉각이 이루어 진다.

한편, 상기에서 동작하지 않는 타측의 냉각유닛(16b)은 대기상태에 있는 것이다.

그리고, 상기 오염 가스(G1)가 흡인되는 냉각유닛(16a)은 그 내부에 냉각관(34)이 설치되어 있고, 냉각관(34) 내부로 대략 35℃의 저온 냉각수가 흐른다. 상기 냉각관(34)는 전열효과를 크게 하기 위하여 사행의 구불구불한 구조를 갖추며, 냉각관(34)의 배관 주변은 알루미늄 재질의 냉각핀(34a)이 다수개 형성되어 냉각 효율을 높이게 된다.

따라서, 냉각핀(34a)과 냉각핀(34a)사이를 흐르는 오염 가스(G1)는 그 내부에 포함된 기체상태의 아연 흄(235)이 냉각관(34)의 급속한 냉각에 의하여 증기상태에서 순간적인 액체 상태를 거쳐 고체상태로 변환되고, 고체상태의 금속분말인 아연 더스트(240)로서 도3c와 같이 냉각핀(34a) 표면에 부착되게 된다.

이와 같이, 아연 더스트(240)가 냉각관(34)의 냉각핀(34a)에서 응축되는데 이러한 응축작용이 적당한 시간만큼 흐르면, 상기 3방향 전환밸브(14a)를 콘트롤러(80)가 작동시켜 유로전환을 하고, 오염된 고온의 가스(G1)가 일측의 냉각유닛(16a)으로 부터 타측의 냉각유닛(16b)으로 흐르도록 한다.

이때, 상기 냉각유닛(16a)(16b)의 출측 3방향전환밸브(14b)도 일측의냉각유닛(16a)에서 오는 정화 가스(G2)를 차단하고, 타측의 냉각유닛(16b)에 연통하는 유로를 개방하여 유로 전환을 하게 된다. 그리고, 타측의 냉각유닛(16b)에서는 상기에서 설명한 바와 같은 냉각작용을 거쳐서 고온의 오염 가스(G1)로 부터 아연 더스트(240)를 응축 분리한다.

한편, 상기 냉각유닛(16a)에서 응집되어 냉각핀(34a)의 표면에 부착된 아연 더스트는 냉각유닛(16a)의 내측에 설치된 고압 질소 분사관(43)에서 분사되는 질소가스의 충격에 의해서 탈락되고, 탈락된 아연 더스트(240)들은 케이싱(32)의 하부측에 형성된 호퍼(45)를 타고 더스트 수집기(52)로 하강하여 수중에서 아연 더스트(240)의 포집과정이 이루어 진다.

그리고, 상기 아연 더스트 수집기(52)의 수조(54)내에서 아연 더스트(240)가 걸러진 질소가스는 상기 수조(54)로 부터 별도로 분리되어 외부로 방출된다.

또한, 장기간의 아연 더스트 포집으로 인해 더스트 수집기(52)의 물을 교환하고자 하는 경우에는 드레인 밸브(56)에 의해 오염수 처리실(미도시)로 이송되어 진다.

이와 같은 아연 더스트(240)의 제거과정은 냉각유닛(16a)(16b)의 번갈은 교대작동으로 이루어지며, 이는 도 5에서와 같이 기계요소들을 전기적으로 제어하는 콘트롤러(80)의 제어에 의해서 이루어 진다.

즉, 상기 콘트롤러(80)는 현재 처리되는 여러 개소에 장착된 온도계(T)들로 부터 실시간으로 제공되는 검출온도에 따라, 오염 가스(G1)의 냉각과 정화가스(G2)의 가열이 이루어지는 바, 이는 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각관(34)에 장착된 냉각수 유량 조절밸브(35)의 개도를 자동제어하여 상기 냉각유닛(16a)(16b)의 냉각수 수량조절을 이루고, 흄 가열부(60)의 히터(62)에 가하는 전류 또는 전압스위치(미도시)를 조절하여 히터(62)에서 발열되는 열량을 제어하게 된다.

또한, 상기 콘트롤러(80)는 아연 더스트(240)의 배출을 위하여 고압 질소의 분사가 이루어지는 질소 분사관(43)의 자동개폐밸브(44)를 원격으로 조작하여 콘트롤러(80)에서 지정된 시간만큼 질소분사가 이루어지도록 한다. 그리고, 상기 흄 흡인부(10)에 갖춰진 흡인 펌프(24)를 원격으로 온-오프 제어하도록 전기적으로 연결되며, 이와 같은 기계장치들의 작동은 사전에 정해진 프로그램에 따라서 순차적으로 이루어지도록 되는 것이다.

한편, 도 6에는 본 발명에 따른 아연 흄 제거방법을 구현하기 위한 제어 플로우가 도시되어 있다. 본 발명의 아연 흄 제거방법(100)은 연속아연도금라인에서 가열로(205)와 아연도금욕조(Zinc pot)(207)를 연결하는 스노우트(210)내의 아연 흄(235)을 효과적으로 제거할 수 있는 방법이다.

본 발명의 아연 흄 제거방법(100)은, 먼저 도 6에서와 같이 시작 단계(105)의 다음에 장치의 작동상태를 판별하는 단계(107)가 이루어지고, 후속적으로 스노우트(210)내측으로부터 고온의 오염 가스(G1)를 흡인하여 외부로 인출하는 단계(110)가 이루어진다. 상기 단계(110)는 흄 가열부(60)의 히터(62)및, 오염 가스(G1)가 유입될 냉각유닛(16a)(16b)과, 펌프(24)를 가동하기 위하여 냉각수와 전력이 공급되는 단계(1112)(114)(116)들이 이루어진다.

상기 냉각수는 냉각유닛(16a)(16b)중의 어느 하나의 냉각관(34)으로 유입되어 그 내부를 저온상태로 유지하고, 흄 가열부(60)측의 히터(62)로는 전원이 공급되어 전열선으로 가열되며, 펌프의 작동으로 스노우트(210)내측으로 부터 오염된 고온의 가스를 흡인하여 외부로 인출하는 것이다.

그리고, 일측의 냉각 유닛(16a)으로의 오염가스(G1)의 진행을 위하여 도 6b)에서와 같이, 단계(118)(120)에서 3방향 밸브(14a)(14b)의 유로가 냉각 유닛(16a) 측으로 열리고, 냉각 유닛(16b)측으로는 닫친다.

그리고, 후속적으로 상기 스노우트(210)의 외부로 흡인된 오염 가스(G1)을 저온의 냉매가 흐르는 냉각 유닛(16a)의 냉각관(34)에서 열교환시켜 기체상의 아연을 응축시키고, 오염 가스(G1)으로 부터 아연 더스트(240)를 분리시키는 응축및 분리단계(130)가 이루어진다. 상기 응축및 분리단계(130)는 냉각 유닛(16a)에서 아연 흄 응집시간이 사전에 콘트롤러(80)에서 설정한 시간 만큼 이루어졌는 가를 판별하는 단계(132)가 이루어지고, 이와 같은 과정에서 상기 냉각 유닛(16a)을 통하여 더스트가 제거되어 정화된 가스(G2)는 배관계통(12)을 통하여 히터(62)로 흐르고 상기 히터(62)에 의해서 가열되어 고온 상태에서 상기 스노우트(210)로 복귀되도록 하는 단계(180)를 실행한다.

만일 설정 시간이 경과하게 되면, 단계(134)에서 3방향 밸브(14b)의 유로를 닫고, 단계(136)에서 냉각 유닛(16a)의 질소 밸브(44)를 개방한다.

동시에 상기 냉각 유닛(16a)에 인접한 냉각 유닛(16b)으로의 절환작동이 이루어지며, 이는 도 6c)에 도시된 바와 같이 단계(146)(148)에서 냉각 유닛(16b)으로의 오염가스(G1)의 진행을 위하여 3방향 밸브(14a)(14b)의 유로가 냉각 유닛(16b)측으로 열리고, 냉각 유닛(16a)측으로는 닫치도록 한다. 그리고, 냉각 유닛(16b)에서는 상기 냉각 유닛(16a)에서와 같이, 단계(150)에서 아연 흄 응집시간이 사전에 콘트롤러(80)에서 설정한 시간 만큼 이루어졌는 가를 판별하게 된다.

한편, 오염 가스(G1)의 유입이 차단되고 단계(136)에서 질소가 유입되어 냉각핀(34a)에 부착된 아연 더스트를 분리시키는 냉각 유닛(16a)에서는 단계(138)에서 3방향 밸브(49)를 냉각 유닛(16a)측으로 개방하고, 다음 단계(140)에서 아연 더스트의 배출이 원하는 시간 만큼 이루어 졌는지를 판별하는 단계가 이루어진다.

그리고, 이와 같이 더스트의 배출이 더스트 수집조(50)로 원하는 만큼 이루어 졌다면, 단계(142)에서 냉각 유닛(16a)의 질소 밸브(44)를 닫는 작업이 이루어지고, 다음 단계(144)에서 3방향 밸브(49)를 닫음으로써 더 이상 냉각 유닛(16a)측으로 부터 질소가스및 더스트의 배출은 차단되는 것이다. 이와 같이 하면 냉각 유닛(16a)을 통한 아연 더스트(240)의 포집작동이 완료된다.

한편, 상기 단계(146)(148)에서 3방향 밸브(14a)와 밸브(14b)의 유로변경을 통하여 오염 가스(G1)가 유입되는 냉각 유닛(16b)에서는 냉각핀(34a)에 계속적으로 아연 더스트가 응축 부착되고, 이와 같은 과정에서 상기 냉각 유닛(16b)을 통하여 더스트가 제거되어 정화된 가스(G2)는 배관계통(12)을 통하여 히터(62)로 흐르고 상기 히터(62)에 의해서 가열되어 고온 상태에서 상기 스노우트(210)로 복귀되도록 하는 단계(180)를 실행한다.

만일 설정 시간이 경과하게 되면, 단계(152)에서 3방향 밸브(14b)의 유로를 닫는다. 그리고, 단계(154)로 진행함과 동시에 장치의 연속작동이 필요한 지에 대한 판별단계(154)가 이루어지며, 만일 필요하다면 다시 단계(107)로 복귀하여 냉각유닛(16a)측으로의 동작이 이어지고, 만일 아니라면, 펌프(24), 냉각수 밸브(35), 히터(62)등을 오프(off)하여 단계(170)에서 종료한다.

한편, 상기 냉각 유닛(16b)에서는 단계(158)에서 3방향 밸브(49)를 냉각 유닛(16b)측으로 개방하고, 다음 단계(160)에서 아연 더스트(240)의 배출이 원하는 시간 만큼 이루어 졌는지를 판별하는 단계가 이루어진다.

그리고, 이와 같이 더스트의 배출이 더스트 수집조(50)로 원하는 만큼 이루어 졌다면, 단계(162)에서 냉각 유닛(16b)의 질소 밸브(44)를 닫는 작업이 이루어지고, 다음 단계(164)에서 3방향 밸브(49)를 닫음으로서 더 이상 냉각 유닛(16b)측으로 부터 질소가스및 더스트의 배출은 차단되는 것이다. 이와 같이 하면 냉각 유닛(16b)을 통한 아연 더스트(240)의 포집작동이 완료된다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 아연 흄 제거방법(100)은, 오염된 가스(G2)가 냉각유닛(16a)(16b)중 어느 하나를 지정시간 만큼 흐르게 되고, 지정된 시간이 완료되면, 3방향 전환밸브(14a)(14b)가 동작하여 유로를 절환시킴으로써 곧이어 타측의 냉각유닛으로 유로가 변경된다. 이와 동시에 아연 더스트가 응축 부착된 냉각관(34)의 냉각핀(34a)으로는 고압 질소가스가 분사되고, 아연 더스트는 더스트 수집기(52)내로 보내져 제거된다. 이와 같은 공정은 지정된 시간에 의해 순차적으로 냉각유닛(16a)(16b)들이 절환되어 진행되는 것이다.

한편, 상기에서는 본 발명이 연속아연도금라인에 적용된 것으로 설명되었지만, 본 발명은 이와 같은 아연도금생산라인에만 한정적으로 적용되는 것은 아니다. 본 발명은 용융도금방법으로 이종 또는 그 이상의 금속간 또는 비금속간의 합금을 만들기 위하여 도금의 원료가 되는 금속이 증기화되어 도금작업에 문제를 야기시키는 모든 개소에 적용 가능한 것이다.

그 예로써 아연도금강판(220)의 아연 흄(235), 알루미늄 도금강판(220)의 알루미늄 흄, 아연/알루미륨 도금강판(220)의 아연 + 알루미늄 흄 등을 제거하는 곳에 효과적으로 이용될 수 있는 것이다.

따라서, 이와 같은 변형구조들은 모두 본 발명의 개시내용으로 부터 이루어질 수 있는 것이므로, 이들은 본 발명의 기술사상과 권리범위내에 포함되는 것임은 명백한 사항이다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 가열로(205)와 아연 욕조(207)를 연결하는 스노우트(210)부위에서 아연 흄(235)이 더스트화 되지 못하도록 하는 것이다.

즉, 도금욕조(207)의 표면에서 발생되는 기체상태의 아연증기를 냉각유닛(16a)

(16b)를 통과시켜 액체상태로 전이시키고 다시 고체상태로 변화시켜 제거하며, 정화된 분위기 가스(230)를 적당한 온도로 가열한 후 스노우트(210) 내부로 재 순환시켜 사용한다.

따라서, 스노우트(210)의 내부에는 아연 흄(235)의 농도가 매우 낮아지게 되어 응축되지 않음으로써 아연 더스트(240)로 성장하여 스노우트(210)의 벽면에 부착되어 있다가 자중에 의해 떨어지거나 주위의 진동에 의해서 떨어질 때, 도금전 강판(220)의 표면에 묻게 되어 도금불량이 발생되는 것을 효과적으로 방지하는 것이다.

그리고, 복수의 냉각 유닛(16a)(16b)들이 절환되어 교체 운전되어짐으로써 도금작업중에 연속적으로 아연 흄을 제거할 수 있음으로써 도금제품의 품질을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims

연속아연도금라인에서 가열로(205)와 아연도금욕조(Zinc pot)를 연결하는 스노우트(210)내의 아연 흄(235)을 제거하기 위한 장치에 있어서,

스노우트(210)로부터 고온의 오염 가스(G1)를 인출하고, 저온의 정화 가스(G2)를 가열하여 다시 스노우트(210)로 되돌리기 위한 배관계통(12)과 펌프(24)를 구비한 흄 흡인부(10);

상기 흄 흡인부(10)의 배관계통(12)에 장착되고, 내부에는 저온의 냉매가 흐르는 냉각관(34)을 구비하여 상기 냉각관(34)의 외부를 흐르는 고온의 오염 가스(G1)로 부터 아연 흄(235)을 응축시켜 분리시키는 흄 냉각부(30); 그리고,

상기 흄 냉각부(30)의 후류측 배관계통(12)에 연이어 배치되고, 내부에는 히터(62)을 구비하며, 상기 흄 냉각부(30)를 통과하여 더스트가 제거된 저온의 정화 가스(G2)을 가열시켜 고온 상태에서 상기 스노우트(210)로 복귀되도록 하는 흄 가열부(60)를 포함하여

스노우트(210)로 부터 인출된 고온의 오염 가스(G1)에서 아연 흄(235)을 냉각시켜 제거함을 특징으로 하는 아연도금설비의 아연 흄 제거장치.
제1항에 있어서, 상기 흄 흡인부(10)는 배관계통(12)의 중간부분이 3방향 전환밸브(14a)를 통하여 복수의 냉각유닛(16a)(16b)에 연결되고, 상기 복수의 냉각유닛(16a)(16b) 후방으로는 또 하나의 3방향 전환밸브(14b)가 배관계통(12)에 마련되어 상기 복수의 냉각 유닛(16a)(16b)이 절환되어 교체 운전되는 것임을 특징으로 하는 아연 흄 제거장치.
제2항에 있어서, 상기 냉각유닛(16a)(16b)들은 중공형의 케이싱(32)을 각각 갖고,그 내측에는 저온의 냉매가 내부에서 흐르는 냉각관(34)을 구비하며, 상기 냉각관(34)은 그 외면에 각각 표면적이 확대되도록 하기 위한 냉각핀(34a)을 구비하고, 상기 냉각관(34)은 큰 전열면적을 갖도록 구불구불한 사행구조(serpentine structure)를 갖추며, 상기 냉각관(34)의 외측을 고온의 오염가스(G2)가 통과되도록 함으로써 고온의 오염된 가스(G2)로 부터 아연 흄(235)을 아연 더스트(240)로 응축시켜 분위기 가스(230)와 분리시키는 것임을 특징으로 하는 아연 흄 제거장치.
제2항에 있어서, 상기 각각의 냉각유닛(16a)(16b)들은 그 케이싱(32)의 일측 상단에 질소 공급관(43)들이 배치되고, 상기 케이싱(32)의 하단은 상광하협의 원추형 호퍼(45)구조를 이루며, 이들 호퍼(45)들은 그 하부측의 각각의 배출지관(47a)(47b)들을 통하여 더스트 수집기(52)에 연결됨으로써 상기 질소 공급관(43)으로 부터 질소가 공급되면, 상기 냉각관(34)의 외측을 통과하면서 냉각핀(34a)에 응축되어 부착된 아연 더스트(240)들이 질소가스의 분사흐름 충격에 의해 냉각핀(34a)으로 부터 분리되고, 이러한 분리된 더스트(240)들은 그 하부측의 호퍼(45)를 통하여 하강되어 더스트 수집기(52)로 배출되어짐을 특징으로 하는 아연 흄 제거장치.
제1항에 있어서, 상기 히터(62)는 정화된 저온 가스(G2)가 내부를 통과하는 중공의 실린더(64)를 가지며, 그 내측으로는 전기 저항코일(66)이 삽입되어 전원에 의해 가열됨으로써 실린더(64) 내측을 흐르는 정화 가스(G2)를 가열시키는 것임을 특징으로 하는 아연 흄 제거장치
연속아연도금라인에서 가열로(205)와 아연도금욕조(Zinc pot)를 연결하는 스노우트(210)내의 아연 흄(235)을 제거하기 위한 방법에 있어서,

스노우트(210)의 내측으로 부터 고온의 오염 가스(G1)를 흡인하여 외부로 인출하는 단계(110);

상기 스노우트(210)의 외부로 흡인된 고온의 오염 가스(G1)를 저온의 냉매가 흐르는 냉각관(34)에 열교환시켜 아연 흄(235)을 응축 분리시키고, 저온의 정화 가스(G2)를 생성하는 아연 흄 응축및 분리단계(130);

그리고, 상기 더스트가 제거되어 정화된 저온 가스(G2)를 가열시켜 고온 상태에서 상기 스노우트(210)로 복귀되도록 하는 단계(180)를 포함하여

스노우트(210)로 부터 인출된 고온의 오염 가스(G1)로 부터 아연 흄(235)을 냉각시켜 제거하고, 정화된 가스(G2)를 고온 상태로 가열시켜 스노우트(210)에 순환시킴을 특징으로 하는 아연도금설비의 아연 흄 제거방법.