KR20050006245A - 코팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅금속의 용탕(14) 내에서 금속스트립(12)을 코팅하기 위한 코팅장치(10)에 관한 것이다. 금속스트립(12)의 안내 및 방향전환을 위해, 용탕(14) 내에 안내장치(16)가 배치된다. 이 안내장치(16)는 자기안내수단으로서 용탕(14) 내에서 금속스트립을 무접촉상태로 안내하기 위한 적어도 하나의 안내전자석을 구비한다. 이에 의해, 금속스트립을 안내하기 위한 롤이나 축 등을 사용할 필요가 없게 되므로 코팅금속에 의한 금속스트립의 코팅품질이 개선되고, 금속스트립(12)의 양면의 코팅품질이 균일해진다.

Description

코팅장치{Coating Device}

금속스트립 코팅장치는, 예로써, 금속스트립 또는 판금에 아연을 도금하는데 이용된다. 이때, 금속스트립은 약 450℃의 아연용탕을 통과하도록 당겨진다. 금속스트립은 연속적으로 하강하여 아연용탕 내에 침지된 후, 용탕내의 회전축에 의해 상향으로 방향 전환되어 아연용탕을 벗어나게 된다. 금속스트립이 아연용탕을 통과하는 동안, 금속스트립의 일정 길이부분은 상기 회전축 상에서 일정한 접촉압력으로 지지된다. 이에 의해, 금속스트립의 양면에 부착된 아연코팅부는 부분적으로 재 압착되고, 코팅된 금속스트립을 지지하는 안정화 롤 및 그 외의 롤들은 여전히 액체상태에 있는 아연코팅을 변형시키는 바람직하지 않는 일이 일어난다.

본 발명은 코팅금속의 용탕 내에서 금속스트립을 코팅하는 장치에 관한 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상술한다.

도 1은 본 발명에 따라 아연용탕 내의 안내장치를 구비하는 코팅장치의 단면도,

도 2는 도 1의 배면도, 및

도 3은 세정장치를 구비하는 도 1의 코팅장치를 도시한다.

본 발명의 목적은 금속용탕 내에서 금속스트립을 코팅하는 개선된 코팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 본 발명에 따른 청구항1의 특징에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 코팅장치는, 용탕 내에 금속스트립의 안내, 방향전환 및/또는 안정화를 위한 안내장치가 구비된다. 이 안내장치는 자기안내수단으로서 용탕 내에서 금속스트립의 무접촉상태의 안내를 위한 적어도 하나의 안내전자석으로 이루어진다. 비자성 코팅금속의 용탕 내에서, 금속스트립은 롤이나 축과 같은 수단에 의하지 않고, 금속스트립의 면에 수직하게 작용하는 안내자석에 의해 생성되는 자기장에 의해 무접촉상태로 안내된다. 용탕 내에서의 금속스트립의 무접촉안내를 통해, 금속스트립의 액상 코팅금속에 의한 코팅작업이 더 이상 롤이나 축과 같은 것에 의한 영향을 받지 않게 되어 금속스트립의 양면 상에 코팅금속에 의한 거의 균일한 코팅이 실현된다. 따라서, 금속스트립의 코팅품질이 매우 개선된다. 상기 코팅금속의 용탕 내에는 안내전자석이 배치되어, 용탕 내에서 금속스트립을 방향 전환시키도록 제어된다. 용탕 내에 축을 설치하지 않음으로써 용탕 내에 축을 지지시키는 문제가 제거된다.

안내자석을 장착하기 위해 600℃ 이상의 융점을 가지는 비자성물질로 이루어지는 안내자석 하우징을 구비하는 것이 바람직하다. 안내자석은 코팅금속의 용탕 내에서 안내자석 하우징 내에 수용되므로 용융상태의 코팅금속의 고온 및 화학변화로부터 보호된다. 상기 안내자석 하우징은 예로써 스테인레스강으로 제작할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 안내전자석을 가지는 2개의 대향하는 안내자석 하우징이 구비된다. 이 안내자석 하우징은 그 사이에 연속되는 금속스트립 안내갭을 형성한다. 즉, 안내자석은 금속스트립의 양면 상에 배치되고, 금속스트립은 그 양면 상의 안내자석에 의해 금속스트립의 면에 수직한 방향의 인력을 받을 수 있다.

상기 안내갭에서, 안내자석에 의해 전자기장이 생성되고, 코팅금속은 이 전자기장에 의해 가열된다. 이에 의해, 금속스트립의 코팅금속에 의한 최고품질의 코팅작업이 가능해진다. 안내갭에서, 액체상태의 코팅금속은 안내갭을 통해 진행하는 금속스트립의 양면의 대향하는 안내자석 사이에 배치된다.

상기 2개의 안내자석 하우징 사이의 안내갭은 이 안내갭에서 금속스트립을 방향 전환시키도록 호형상을 가진다. 따라서, 상기 금속스트립은 용융상태의 코팅금속 내에서 큰 간극을 가지지 않는 안내갭 내에서 호형상으로 방향 전환된다. 따라서, 용융금속 내에서의 금속스트립의 강한 요동운동을 예방된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 안내수단은 금속스트립과 안내자석 사이의 거리를 검출하는 센서를 구비한다. 또, 상기 센서에 의해 검출된 안내자석과 금속스트립 사이의 거리에 따라 안내자석에 의해 생성된 자기장의 강도를 제어하는 제어장치가 구비된다. 따라서, 안내장치 또는 안내자석과 금속스트립 사이의 거리는 대략 일정하게 유지된다. 안내장치 또는 안내자석과 금속스트립 사이의 공칭거리 변화량은 센서에 의해 즉각적으로 검출되고, 대응되는 안내전자석의 제어에 의해 일정한 값이 된다.

상기 안내자석 하우징에 안내자석을 냉각시키기 위한 냉각기체를 공급하기 위한 기체공급원을 구비하는 것이 바람직하다. 전자석으로 이루어진 상기 안내자석은 고온에서 보다 저온에서 보다 양호한 효율을 가진다. 즉, 저온에서 생성된 자장이 보다 강하다. 안내자석의 효율은 냉각에 의해 개선되므로 소형의 안내자석을 사용할 수 있다. 또, 안내자석 하우징의 누설시 냉각기체는 빠져 나오지만 액상금속은 안내자석 하우징 내에 침투할 수 없게 되도록 냉각기체는 안내자석 하우징 내의 용탕의 정수압보다 약간 고압으로 생성할 수 있다. 따라서, 안내장치의 심각한 손상이 예방된다.

또, 안내자석 하우징 내에 기체누설전류를 검출하는 기체압 센서를 설치할 수 있다. 이것은 예로써 안내자석 하우징 내의 기체압을 검출하는 압력센서로 구성할 수 있다. 하우징 내의 압력강하는 안내자석 하우징의 누설을 의미하므로 안내자석 하우징의 손상이 조기에 감지될 수 있고, 심각한 손상을 예방할 수 있다.

금속스트립 안내갭의 영역에 있어서, 안내자석 하우징에 예로써 세라믹코팅으로 이루어진 비상가동 코팅부를 구비하는 것이 바람직하다. 전자기 안내장치가 고장인 경우에도 설비의 제어된 원상복귀가 가능하고, 안내장치의 즉각적인 파괴가 예방된다.

상기 안내장치는 방향전환장치, 안정화장치 또는 이들 방향전환장치 및 안정화장치의 조합된 장치로서 구성할 수도 있다.

바람직한 실시예는 안내갭을 세정하기 위한 세정장치를 구비한다. 세정장치는 스크래퍼 견인부재에 장착됨과 동시에 이 스크래퍼 견인부재에 의해 안내갭을 통해 견인이 가능한 스크래퍼를 구비할 수 있다. 안내갭의 영역에서, 상기 안내자석 하우징은 상기 세정장치에 의해 세정된다. 즉, 하우징에 형성된 슬랙이나 기타 석출물은 안내갭의 외부로 긁혀 나간다. 상기 안내 견인부재는 케이블이나 스트립 형상으로서 비자성물질로 구성할 수 있다.

도 1은 금속스트립(12)의 코팅을 위한 코팅금속용탕(14)을 구비하는 코팅장치(10)의 단면도이다. 본 코팅금속은 아연이지만, 본 코팅장치에 적합한 자기특성을 가지는 다른 금속도 가능하다. 적합한 자기특성을 가진 코팅금속이라 함은 안내자석(34)에 의해 생성된 자기장에 강한 영향을 주지 않는 것으로서, 금속스트립(12)에 강한 영향을 주면, 금속스트립(12)을 안내하는데 요하는 힘이 부적절하게 되기 때문이다. 이하, 이와 같은 금속을 비자성 코팅금속이라 칭한다.

본 코팅장치(10)에 있어서, 금속스트립(12)의 양면에는 얇은 아연층이 형성되어 있다. 아연용탕(14)은 450 - 470℃의 온도를 가진다. 상기 금속스트립(12)은 연직선에 대해 30 - 40°의 경사각도로 용탕(14) 내에 도입되고, 다시 안내장치(16)에 의해 연직상향으로 방향 전환되어 용탕(14)으로부터 외부로 벗어난다.

상기 안내장치(16)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 피봇아암(18)에 의해 지지된다. 본 피봇아암(18)은, 안내장치(16)의 유지보수가 필요한 경우에, 용탕(14)의 상부로 안내장치(16)를 피봇장착시킬 수 있도록 피봇 가능한 구조로 되어있다. 또, 필요시에 본 피봇아암(18)은 크레인에 의해 안내장치(16)와 함께 용탕(14)의 외부로 상승시킬 수 있다.

상기 안내장치(16)는 사이에 연속적인 금속스트립 안내갭(24)을 형성하는 2개의 안내자석 하우징(20)(22)으로 이루어져 있다. 이들 2개의 안내자석 하우징(20)(22)은 그 양측부에 나사결합 또는 용접된 지지부재(25)(26)에 의해 상호결합되어 있다. 각 지지부재(25)(26)는 상기 피봇아암(18)의 각 지지공 내에 삽입되는 스터드를 구비하고 있다.

각 지지부재(25)(26)에는 공급관(28)(29)이 부착되어있다. 이들 공급관(28)(29)을 통해 하우징(20)(22)에 냉각기체가 공급되고, 가열된 냉각기체가 하우징(20)(22)으로부터 배출된다. 또, 상기 공급관(28)(29)에는 전기신호라인 및 제어라인이 구비된다.

상기 안내장치(16)는, 기능면에서, 방향전환부(30) 및 안정화부(32)로 나뉜다. 안내갭(24)은 방향전환부(30)에서 원호형상을 가지고, 이어지는 안정화부(32)에서는 연직방향의 직선형상을 가진다. 금속스트립(12)은 상기 방향전환부(30)에서 135 - 150°각도로 방향전환하고, 안정화부(32)에서 수평방향으로 요동운동하지 않도록 안정화된다.

상기 양 안내자석 하우징(20)(22)은 복수의 안내 전자석(34)을 구비하고, 이들 전자석(34)에 의해 금속스트립(12)은 항상 안내갭(12)의 중심에 유지된다. 상기 안내자석 상에 도시된 화살표는 금속스트립에 작용하는 자기력방향을 나타낸다. 상기 지지부재(25)(26)는 안내자석의 자속안내부를 형성한다. 또, 내측 안내자석 하우징(20)에는 다수의 센서(36)가 구비되어 있다. 이들 센서는 각 안내자석(34)의 위치 및 안내갭(24)의 중앙위치로부터 금속스트립(12)까지의 거리를 검출한다. 상기 센서(36)의 거리신호에 따라, 금속스트립(12)이 항상 안내갭(24)의 대략 중심에 위치하도록 제어장치(38)에 의해 상기 전자안내자석(34)이 제어된다. 상기 안내자석(34)은 다수의 성분을 포함하는 용탕(14)의 혼합물의 편석을 방지하기 위해 교류자장을 발생한다.

기체공급원(40)은 안내자석 하우징(20)(22)에 냉각기체를 공급한다. 냉각기체로는 질소를 사용하는 것이 바람직하다.

안내갭(24)의 영역에서, 상기 2개의 하우징(20)(22)은 안내자석(34)의 기능불량시에 안내장치(16)의 비상가동특성을 확보하기 위한 세라믹 비상가동코팅부를 구비한다. 이에 의해 안내자석(34)의 이상발생시에 안내장치(16)의 파손이 예방된다.

상기 안내자석에 의해 발생된 전자기장에 의해, 용탕은 그 용탕금속의 자기특성에 따라 안내갭(24)의 영역까지 가열된다. 이에 의해, 안내갭(24) 영역의 용탕(14)은 액체상태를 유지하므로, 양호한 코팅품질이 보장된다.

상기 무접촉 안내와 코팅금속용탕(14) 내에서의 금속스트립(12)의 제어에 의해 금속스트립(12)의 양질의 균등한 양면코팅이 실현된다.

도 3은 도 1 및 도 2의 코팅장치(10)에 세정장치(50)를 추가한 것이다. 실질적으로, 상기 세정장치(50)는 금속스트립(12)의 양면에서 안내갭(24)을 관통한 후에 안내갭(24)의 외측으로 돌아오는 2개의 내장식 무한궤도 스크래퍼 견인부재(scraper pulls)로 이루어진다. 이들 2개의 각 스크래퍼 견인부재(52)은 용탕의상부에 배치된 구동롤(54)에 의해 구동된다. 각 스크래퍼 견인부재(52)에는 스크래퍼 요소(56)가 고정되어 있다. 상기 안내갭의 개구에는 세라믹 인서트(58)가 설치되어 있고, 이것에 의해 스크래퍼 견인부재(52)은 안내자석 하우징(20)(22)을 심하게 마모시킴이 없이 방향 전환된다.

상기 안내갭(24)을 세정하기 위해, 상기 2개의 구동롤(54)은 각각의 구동수단에 의해 반대방향으로 구동된다. 이에 의해, 상기 2개의 스크래퍼 견인부재(52)은 2개의 스크래퍼 요소(56)와 함께 안내갭(24)을 통해 위에서 아래로 움직인다. 안내갭(24)에서, 양 스크래퍼 요소(56)는 하우징의 대향하는 두 벽면으로부터 슬랙 및 기타 석출물을 긁어내어, 안내갭(24)의 외부로 추출해낸다. 이로써, 단순 유효한 세정장치가 실현된다.

Claims (10)

1. 금속스트립(12)을 안내하는 용탕(14) 내의 안내장치(16)를 구비하고, 코팅금속의 용탕(14) 내에서 금속스트립(12)을 코팅하는 코팅장치에 있어서,

   상기 안내장치(16)는 자기안내수단으로서 용탕(14) 내의 금속스트립(12)의 무접촉 안내를 위한 적어도 하나의 안내 전자석(34)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 안내자석(34)이 설치되는, 600℃ 이상의 용융점을 가지는 비자성물질로 이루어지는 안내자석 하우징(20)(22)이 구비되는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
3. 청구항 2에 있어서, 안내전자석(34)을 구비하는 2개의 대향하는 안내자석 하우징(20)(22)이 구비되고, 상기 2개의 안내자석 하우징(20)(22)은 그 사이에 연속되는 금속스트립 안내갭(24)을 형성하는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 안내갭(24)은 그 안내갭(24) 내에서 금속스트립(12)이 호형상으로 방향 전환하도록 호형상을 가지는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
5. 청구항 2 내지 4중의 하나에 있어서, 상기 안내자석(34)으로부터 금속스트립(12)까지의 거리를 검출하기 위한 센서(36)를 구비하고, 이 센서(36)에 의해 검출된 상기 안내자석(34)으로부터 금속스트립(12)까지의 거리에 따라 안내자석(34)에 의해 생성되는 자기장의 강도를 제어하는 제어장치(38)가 구비되는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
6. 청구항 2 내지 5중의 하나에 있어서, 상기 안내자석(34)을 냉각하기 위한 냉각기체를 상기 안내자석 하우징(20)(22) 내에 공급하는 기체공급원(40)이 구비되는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 안내자석 하우징(20)(22) 내에 기체누출전류를 검출하기 위한 기체압 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
8. 청구항 2 내지 7중의 하나에 있어서, 상기 안내자석 하우징(20)(22)은 금속스트립 안내갭(24) 영역에 비상가동코팅부를 구비하는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
9. 청구항 3 내지 8중의 하나에 있어서, 상기 안내갭(24)을 세정하기 위한 세정장치(50)가 구비되는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 세정장치(50)는 스크래퍼 견인부재(52)에 장착된 스크래퍼 요소(56)를 구비하고, 이 스크래퍼 요소는 상기 스크래퍼 견인부재(52)에 의해 안내갭(52)을 관통하여 당겨지도록 된 것을 특징으로 하는 코팅장치.