KR20040048263A

KR20040048263A - 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치

Info

Publication number: KR20040048263A
Application number: KR1020020076060A
Authority: KR
Inventors: 모영락
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-06-07

Abstract

본 발명은 강판의 제조 공정시 강판 표면의 내식성을 강화시키고 외관적으로 미려하게하도록 수행하는 강판의 도금공정에 있어서, 에어나이프의 노즐립의 간격을 조절하여 강판표면의 도금량을 조정토록 보다 정밀하게 도금량을 조정할 수 있는 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치에 관한 것으로서, 아연도금조(7)로부터 배출되는 강판(1)의 좌우에 폭방향의 양측에 설치된 에어나이프 헤드(11)로부터 분사되는 에어의 양을 조절하는 장치에 있어서, 상기 에어나이프 헤드(11)의 내면부에 고정되면서 상하부의 돌출부(10-1, 10-2)가 형성된 ‘ㄷ’형의 에어나이프(10)와; 상기 에어나이프(10)의 상부 돌출부(10-1)에 삽입되는 슬라이딩 홈(36)이 형성되면서 하부가 유선형으로 형성되어 좌우 이동가능하도록 설치되는 한 쌍의 상부 노즐립(25, 26)과; 상기 에어나이프(10)의 하부 돌출부(10-2)에 삽입되는 슬라이딩 홈(36)이 형성되면서 하부가 유선형으로 형성되어 좌우 이동가능하도록 설치되는 한 쌍의 하부 노즐립(30, 31)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치를 제공한다.

Description

폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치{AIR KNIFE WITH A FUNCTION OF CONTROLING AIR VENTILATION MASS IN THE DIRECTION OF WIDTH}

본 발명은 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강판의 제조 공정시 강판 표면의 내식성을 강화시키고 외관적으로 미려하게하도록 수행하는 강판의 도금공정에 있어서, 에어나이프의 노즐립의 간격을 조절하여 강판표면의 도금량을 조정토록 보다 정밀하게 도금량을 조정할 수 있는 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 냉간압연된 강판(Strip)은 표면의 내식성을 향상시키고 동시에, 강판 제품의 외관적인 미려성을 향상시키도록 도금, 즉 아연도금을 실시하게 된다.

이와 같은 강판의 아연도금공정은 산세 아연도금라인과, 연속 아연도금라인 및 전기 아연도금라인 등이 있으며, 이중 산세 아연도금라인과 연속 아연도금라인은 용융된 아연에 강판을 침지시킨 후에 응고하여 도금하는 공정이다.

한편, 용융된 아연에서 빠져나온 강판에는 아연이 묻어 있고, 이렇게 강판에 묻은 용융아연의 양을 조절함으로써, 강판에 도금되는 아연의 도금 두께 양을 조절한다.

이러한 방식으로 용융 아연의 도금 두께량을 조절하는 것이 에어 나이프이다.

도 1은 종래 기술에 따른 도금설비의 에어 나이프를 도시한 개략도이며, 도 2는 종래 기술에 따른 도금설비의 에어 나이프를 통판하는 강판의 형상을 도시한 개략도이고, 도 3은 종래의 에어 나이프가 설치된 도금설비에 의하여 도금된 반곡강판의 문제점을 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 강판(1)은 용융된 아연이 담겨 있는 아연조(Zinc Pot; 7)의 내부로 진행한 후 아연조(7)를 빠져 나온다.

이렇게 아연조(7)를 빠져 나온 강판(1)은 강판의 좌우에 폭방향의 양측에 설치된 에어나이프(10a)의 사이를 진행하게 된다.

상기 에어나이프(10a)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 강판(1)의 폭방향으로 형성되어 있는 에어나이프 헤드(11)에 설치되어 있으며, 에어나이프(10a)에는 에어 송풍관(미도시)에서 공급되는 에어 등의 기체가 공급 배관을 통하여 에어나이프 헤드(11)에 모아졌다가 에어나이프(10a)를 통하여 분사방향과 각이 형성되어 용융 아연이 묻어 있는 강판으로 분사된다.

이때, 에어나이프(10a)는 길이방향으로 일정한 갭을 가지고 있으며, 에어 나이프(10a)로 공급되는 에어 등의 기체는 일정한 압력으로 공급된다.

따라서, 에어나이프(10a)를 통해 강판(1)으로 분사되는 에어 등의 기체는 일정한 량으로 분사되고, 강판(1)의 표면에 묻은 용융아연은 분사되는 에어 등의 기체에 의해 일정량만큼 강판(1)에 묻어 있게 되는 것이다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 에어나이프(10a)의 사이를 통과하는 강판(1)의 폭 방향 형상은 항상 일직선의 형태를 유지하고 있지 않다.

그러한 이유로는 여러 가지가 있겠지만, 둥근 롤과 접하여 회전하면서 발생하는 것과, 가열로를 통과하면서 열에 의한 것과 냉간 압연기에서 롤의 영향등이 있다.

도 2의 (A)는 이상적인 일직선형의 강판이고, 도2의 (B)는 폭 방향에 있어서 우측 방향으로 반곡된 강판이고, 도 2의 (C)는 도 2의 (B)와 반대로 좌측방향으로 반곡된 강판의 단면이다.

이와 같이, 일정한 량으로 분사되는 에어 등의 기체에 의해 도 2의 (A)와 같이 일질선의형태를 유지하는 강판(1)은 폭 발향으로 일정한 양의 용융아연이 묻어 있게 되고, 응고 되면서 일정한 도금 두께를 가지게 되지만,

도 2의 (B)와 (C)의 경우에는 에어나이프(10a)의 끝단으로부터 강판(1)까지의 거리가 강판의 폭 방향으로 다르기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이, 강판(1)에 묻어 있는 용융 아연의 양이 폭방향으로 다르게 되고 그로 인해 응고되어 도금된 아연의 두께는 강판(1)의 폭 방향으로 다르게 된다.

도 3의 (A)는 정상적인 조업이 이루어진 도금된 강판의 단면이고, 도 3의 (B)는 도 2의 (B)도에 도시된 강판이 도금된 후의 단면이고, 도 3의 (C)는 도 2의 (C)도에 도시된 강판이 도금된 후의 단면이다.

이와 같이, 폭방향으로 도금 두께가 다르게 도금된 강판은 후과정의 텐션 레벨러(Tension Leveller; 미도시)를 통과하게 되면서 일직선상으로 펴지고 텐션릴(Tension Reel; 미도시)에 의해 감겨 냉연 코일이 형성된다.

그러나, 도 3의 (B)와 같이 도금된 강판을 코일 형태로 감게 되면, 냉연 코일의 센터 부분이 불룩해지게 되고, 또 도 3의 (C)와 같이 도금된 강판을 코일의 형태로 감게 되면 코일의 가장자리가 불룩해지는 빌드업(Build-Up)이라는 불량 코일이 발생하게 되고, 소비자가 원하는 도금 두께량을 만족시키기 위해서는 도금 두께 오차의 최소값이 소비자의 요구 두께량을 만족하여야 함으로써, 소모되는 아연의 양도 많게 된다는 단점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 강판에 도금되는 도금 두께량을 일정하게 유지할 수 있도록 강판의 형상에 따라 에어를 분사하는 에어나이프의 갭을 조절하여 강판의 폭방향으로 분사되는 에어의 양을 조절하여 강판표면의 도금량을 조정함으로써 정밀하게 도금량을 조정할 수 있는 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 도금설비의 에어 나이프를 도시한 개략도;

도 2는 종래 기술에 따른 도금설비의 에어 나이프를 통판하는 강판의 형상을 도시한 개략도;

도 3은 종래의 에어 나이프가 설치된 도금설비에 의하여 도금된 반곡강판의 문제점을 도시한 단면도;

도 4는 본 발명에 따른 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치의 정체 구성을 도시한 사시도;

도 5는 본 발명에 따른 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치를 구성하는 에어나이프와 노즐립의 결합관계를 도시한 부분 사시도;

도 6은 본 발명에 따른 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치에 의하여 강판형상에 따라 조절되는 노즐 갭의 변화를 도시한 단면도;

도 7은 본 발명에 따른 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치를 이용하여 제조된 도금강판의 단면도이다.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

1:강판 7:아연도금조 11:에어나이프 헤드 10-1, 10-2:돌출부

10:에어나이프 36:슬라이딩 홈 25,26:상부 노즐립

30,31:하부 노즐립 22,24:구동래크 20,23,28,29:결합대

41:구동피니언 40:구동모터 50:모터회전 감지기

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아연도금조(7)로부터 배출되는 강판(1)의 좌우에 폭방향의 양측에 설치된 에어나이프 헤드(11)로부터 분사되는 에어의 양을 조절하는 장치에 있어서, 상기 에어나이프 헤드(11)의 내면부에 고정되면서 상하부의 돌출부(10-1, 10-2)가 형성된 ‘ㄷ’형의 에어나이프(10)와; 상기 에어나이프(10)의 상부 돌출부(10-1)에 삽입되는 슬라이딩 홈(36)이 형성되면서 하부가 유선형으로 형성되어 좌우 이동가능하도록 설치되는 한 쌍의 상부 노즐립(25, 26)과; 상기 에어나이프(10)의 하부 돌출부(10-2)에 삽입되는 슬라이딩 홈(36)이형성되면서 하부가 유선형으로 형성되어 좌우 이동가능하도록 설치되는 한 쌍의 하부 노즐립(30, 31)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 상부 노즐립(25, 26) 및 하부 노즐립(30, 31)은 상기 한 쌍의 상부 노즐립(25, 26)의 결합대(23)에 고정되는 상부 구동래크(22)와, 상기 한 쌍의 하부 노즐립(30, 31)의 결합대(28)에 고정되는 하부 구동래크(24)와, 이의 사이에서 기어결합하는 구동피니언(41)을 축결합하는 구동모터(40)에 의하여 좌우 이동가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치를 제공하게 되며,

또한, 본 발명은 상기 구동모터(40)는 상기 구동피니언(41)이 결합된 타측 구동축에 모터회전 감지기(50)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치의 정체 구성을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치를 구성하는 에어나이프와 노즐립의 결합관계를 도시한 부분 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 에어나이프 헤드(Air Knife Head; 11)에 각각 설치된 한 쌍의 에어나이프(10)는 도 5에 도시된 바와 같이 후면부는 에어나이프 헤드(11)와 일측이 연결되어 있으며,

전면부는 ‘ㄷ’형으로 구성되어 두 개의 상하부 돌출부(10-1,10-2)로 나누어져 내부는 중공형으로 형성되어 있다.

상기 에어나이프(10)의 돌출부(10-1, 10-2)에 각각 에어나이프 노즐립(Nozzle Lip; 25, 26, 30, 31)이 결합되어 지는데, 상부 돌출부(10-1)에는 상부 에어나이프 노즐립(25, 26)이 삽입되고, 하부 돌출부(10-2)에는 하부 에어나이프 노즐립(30, 31)이 삽입되어진다.

상기의 에어나이프 노즐립(25, 26, 30, 31)들은 도 5의 (B)도에 도시된 바와 같이, 일면은 파형의 형상으로 유선형으로 가공되어 있고, 측면 일측은 슬라이딩 홈(36)이 형성되어 있어 에어나이프(10)에 형성된 상하부 돌출부(10-1,10-2)에 삽입되어 연결되어진다.

상기 에어나이프 노즐립(25, 26, 30, 31)은 한 쌍의 에어 나이프(10)의 일측 나이프에 각각 두개로 구성되어 지며, 이들은 파형면이 상하 서로 대응되게 설치되어진다.

또한 상기 에어나이프 노즐립(25, 26, 30, 31) 중에서 상부 에어나이프 노즐립(25, 26)은 노즐립 결합대(20, 23)에 의하여 서로 결합되어지며, 상기 결합대(23)의 일측에는 구동 래크(22)가 결합 부재에 의하여 결합되어진다.

하부 에어나이프 노즐립(30, 31) 또한 노즐립 결합대(28, 29)에 의하여 서로 연결되어 결합되며, 상기 노즐립 결합대(28)의 일측에는 구동 래크(24)가 결합되어진다.

상기의 구동래크(22,24)는 기어 형성부가 서로 마주 보도록 결합되어 지며,상기의 구동래크(22,24) 사이에는 구동피니언(41)이 삽입되어 구동모터(40)에 의하여 발생된 구동력을 래크(22, 24)에 전달하게 된다.

또한 상기 구동피니언(41)이 결합된 구동모터(40)의 다른 일측에는 모터회전 감지기(50)가 설치되어 모터를 제어 가능하도록 구성되어 진다.

이하, 본 발명의 작용에 관하여 상세하게 설명한다.

구동모터(40)가 모터회전 감지기(50)에 의하여 제어되면서 구동될 때 구동모터(40)의 구동에 의하여 회전하는 구동피니언(41)은 구동모터(40)의 회전력을 노즐립(25, 26, 30, 31)을 결합하는 노즐립 결합대(23,28)에 결합된 구동래크(22,24)로 전달하게 되고, 상기 구동래크(22,24)에 의하여 노즐립(25, 26, 30, 31)은 좌우로 구동하게 된다.

상기의 구동은 구동모터(40)가 정방향으로 회전시 상부 구동래크(22)가 우측으로 전진하게 되면서 상부의 노즐립(25,26)을 우측으로 이동시키고, 하부 구동래크(24)는 좌측으로 구동하게 되면서 하부 노즐립(30,31)을 좌측으로 이동시키며, 이들의 구동량은 래크(22, 24)의 기어에 의하여 항상 동일하게 된다.

또한 상기의 노즐립(25, 26, 30, 31)들의 에어나이프(10)의 상하부 돌출부(10-1, 10-2)들에 삽입되어 구동되기 때문에 정확한 구동력을 전달 받을 수 있게 된다.

상기의 구동에 의하여 노즐립(25, 26, 30, 31)의 간격조절작용을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치에 의하여 강판형상에 따라 조절되는 노즐 갭의 변화를 도시한 단면도로서, 도 6의 (A)도에 도시된 바와 같이, 진행하는 강판(1)의 형상이 반곡이 없는 이상적 일때의 상하 노즐립의 위치를 도시한 도면이며, 도6의 (B)는 진행하는 강판의 형상이 상반곡형일 때의 상하 노즐립의 위치를 도시한 도면이며, 도 6의 (C))는 진행하는 강판의 형상이 하반곡형일 때 상하 노즐립의 위치를 도시한 도면이다.

상기의 도 6의 (A)도는 상하 노즐립(25, 26, 30, 31)의 이동 거리가 없는 초기 상태로서 상하 노즐립(25와 30, 26과 31)의 간격이 동일하여 노즐립(25, 26, 30, 31)을 통하여 토출되어 지는 에어 등의 기체의 양이 진행 강판의 폭 방향으로 동일하게 되는 것이다.

도 6의 (B)도는 진행하는 강판이 상반곡형일 때의 상하 노즐립(25와 30, 26과 31)의 구동상태와 이때 상하 노즐립(25와 30, 26과 31)의 간격을 나타낸 도면으로 진행 강판의 반곡에 의하여 강판의 폭 방향으로 노즐립(25, 26, 30, 31)과 강판과의 간격은 서로 상이하게 되고, 이때 강판과 노즐립(25, 26, 30, 31)과의 거리가 좁은 측은 상하 노즐립(25와 30, 26과 31)의 간격이 좁게 형성되어 에어 토출량이 상대적으로 적게 토출되어 강판의 표면에 가해지는 에어 등의 기체의 분사량을 작게 함으로써 강판 표면에 묻은 용융 아연 도금 부착량을 조절하게 된다.

또한 진행 강판(1)의 반곡에 의하여 진행 강판의 폭 방향으로 상하 노즐립(25와 30, 26과 31)과 진행강판(1)과의 거리가 먼측의 노즐립(26, 31)의 위치는 구동피니언(41)과 구동래크(22,24)에 의하여 하부측 노즐립(30,31)은 좌측으로 이동하고, 상부측 노즐립(25,26)은 우측으로 이동하여 상 하 노즐립(25, 26,30, 31) 간의 간격이 진행 강판(1)의 폭 방향으로 센터 부위는 넓어지고 양측 에지(Edge)부는 노즐립(26, 31)간의 간격이 좁아지게 되어 토출 에어량이 적게 되어 강판의 폭 방향으로 강판에 분사되는 에어 등의 기체의 분사 효과를 동일하게 한다.

도 6의 (C)는 진행 강판의 형상이 하반곡형일 때의 노즐립(25, 26, 30, 31)의 위치를 나타낸 도면이며 작용 설명은 도 6의 (B)도와 같다.

이를 종합적으로 설명하면 진행 강판의 형상을 도 1의 나타난 반곡 측정기(2)에서 발생되는 반곡 발생형태에 따라 구동모터(40)의 회전방향과 회전량이 제어되어 구동모터(40)의 구동에 의하여 구동래크(22,24)는 구동을 하게 되고, 구동래크(22,24)에 의하여 상부 및 하부 노즐립(25, 26, 30, 31)의 위치는 결정 되어 진다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치를 이용하여 도금된 강판의 도금량을 제어하면, 일자형의 강판뿐 아니라 상반곡형 및 하반곡형의 강판의 양면에도 항시 일정하게 도금량이 제어될 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 에어나이프의 노즐갭을 강판의 형상에 대응하여 조절함으로써 강판의 형상에 따라 에어나이프로 분사되는 분사량을 조정하여 강판의 양면 도금량을 일정하게 유지하여 균일한 도금 두께를 가지는 도금강판을 생산할 수 있다는 장점을 가지게 된다.

또한, 본 발명의 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치에 의하여 균일한 도금 두께를 유지할 수 있으므로 강판에 과다 도금되는 아연을 절약할 수 있다는 장점이 있다.

Claims

아연도금조(7)로부터 배출되는 강판(1)의 좌우에 폭방향의 양측에 설치된 에어나이프 헤드(11)로부터 분사되는 에어의 양을 조절하는 장치에 있어서,

상기 에어나이프 헤드(11)의 내면부에 고정되면서 상하부의 돌출부(10-1, 10-2)가 형성된 ‘ㄷ’형의 에어나이프(10)와;

상기 에어나이프(10)의 상부 돌출부(10-1)에 삽입되는 슬라이딩 홈(36)이 형성되면서 하부가 유선형으로 형성되어 좌우 이동가능하도록 설치되는 한 쌍의 상부 노즐립(25, 26)과;

상기 에어나이프(10)의 하부 돌출부(10-2)에 삽입되는 슬라이딩 홈(36)이 형성되면서 하부가 유선형으로 형성되어 좌우 이동가능하도록 설치되는 한 쌍의 하부 노즐립(30, 31)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치.
제1항에 있어서,

상기 상부 노즐립(25, 26) 및 하부 노즐립(30, 31)은 상기 한 쌍의 상부 노즐립(25, 26)의 결합대(23)에 고정되는 상부 구동래크(22)와, 상기 한 쌍의 하부 노즐립(30, 31)의 결합대(28)에 고정되는 하부 구동래크(24)와, 이의 사이에서 기어결합하는 구동피니언(41)을 축결합하는 구동모터(40)에 의하여 좌우 이동가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치.
제2항에 있어서,

상기 구동모터(40)는 상기 구동피니언(41)이 결합된 타측 구동축에 모터회전 감지기(50)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폭방향 에어 송풍량이 조절이 가능한 에어나이프 장치.