KR20080111157A - 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치 - Google Patents

Abstract

싱크 롤의 축의 단부가 대면하는 용융 도금 욕조의 양측방 벽면에 싱크 롤의 하부에 있어서 일부가 이격되는 정류 부재를, 이 부재가 상기 벽면에 접촉된 상태가 되도록 설치하고, 그 벽면을 따라서 상승 또는 하강하는 용융 도금 금속의 흐름을 억제하는 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.

Description

금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치{DEVICE FOR PREVENTING WINDING-UP OF SHEET METAL IN CONTINUOUS HOT-DIPPING BATH}

본 발명은 강판 또는 기타 금속판의 연속 용융 도금 공정에 있어서, 도금 욕조 내에 침전·부유하는 보톰 드로스 등의 고형 입자가 감겨올라가서 도금 표면에 부착하는 것을 억제하는 정류(整流) 부재를 구비한 감겨올라감 방지 장치에 관한 것이다.

용융 도금 금속판은 오래전부터 여러 종류가 개발되어 실용화되어 왔다. 그 중에서도, 용융 아연계 도금 강판은 그 우수한 내식성과 경제성으로 인하여 자동차·건재·가전용 등의 소재로서 널리 보급되어 있다.

본 발명은 용융 아연계 도금 이외에, 알루미늄 도금, 주석 도금 등, 여러 종류의 용융 도금에 대하여 적용 가능하지만, 가장 일반적인 강판에 용융 아연 도금을 한 장치의 경우를 예를 들어, 이하와 같이 설명한다.

용융 아연계 도금 강판을 연속적으로 제조할 경우, 용융 도금 욕조 내에서 강판을 침지하면서 이동시키고, 도금을 실시하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다.

이 때, 용융 도금 욕조 내의 저부에 침전·퇴적한 불순물인 고체 입자, 예를 들면 보톰 드로스가 도금 처리 중에 강판의 이동에 따라서 감겨올라가서, 강판 도금 표면에 부착하여, 도금 강판의 외관을 해치는 것이 알려져 있다.

용융 도금 욕조 내의 보톰 드로스의 감겨올라감에 대하여, 조업 현장에서는 여러 가지 방지 대책이 시도되고 있으나, 완전한 해결책이 없는 것이 현 상황이다.

도 9에, 일반적으로 채용되고 있는 강판의 연속 용융 아연 도금 장치의 개략을 나타낸다. 도 9에 나타내는 연속 용융 아연 도금 장치에 있어서, 강판(1)은 소둔로(도시하지 않음)에서 소둔된 후, 스나우트(2)를 거쳐, 용융 아연 도금 욕조(3)에 도입된다.

도입된 강판은 용융 아연 도금 욕조(3) 내에 설치된 싱크 롤(4)에 의하여, 위쪽으로 방향이 전환되어, 서포트 롤(5)에서 휨이 교정된 후, 도금 욕면(6)으로부터 끌어 내어진다.

다음으로, 용융 아연 도금된 도금 강판(1')의 양면을 향하여, 가스 와이핑 노즐(7)로부터 와이핑 가스를 내뿜어, 도금 부착량을 조정한다.

또한, 도금 강판(1')의 형상을 교정하고, 강판 진동을 억제하는 제진 장치(8)를 통과시킨 후, 필요에 따라서 합금화 가열로(9)에서, 도금의 합금화 처리를 실시한다.

용융 아연 도금 욕조 내에서는 강판으로부터 Fe가 용융 아연 욕 중에 용출되고, Fe-Zn의 금속간 화합물로 이루어지는 입상·분상(粉狀)의 물질, 이른바 드로스가 생성된다.

이 드로스 중에서, FeZn₇를 주성분으로 하는 것은 용융 아연보다 비중이 크기 때문에, 도금 욕조 저부에 침전·퇴적되므로, 일반적으로 보톰 드로스(도 9중의 10, 참조)로 불리고 있다.

보톰 드로스는 아연 도금 욕조 내에 있어서, 싱크 롤의 둘레를 도는 강판의 이동에 의하여 발생하는 수반류(隨伴流)에 기인하여 감기기 시작하여, 결국 도금 강판의 표면에 부착되어서 도금 강판의 외관 불량을 일으킨다.

특히, 싱크 롤 또는 서포트 롤과 강판이 접촉하는 부분에서, 보톰 드로스가 끼어들어가고, 압착되고, 그대로 도금 강판 위에 남아서, 도금 강판을 최종 제품으로 하여 프레스 성형할 때, 외관 불량을 조장하는 원인이 된다.

특히, 최근의 조업 현장에서는 생산 능력의 향상을 위하여, 강판의 통판 속도를 높이는 것이 시도되고 있고, 이것에 따라, 도금 욕조 중에서, 강한 교반과 드로스 발생의 원인이 되는 Fe의 용출량이 증가하여, 보톰 드로스의 감겨올라감이 한층 격렬하게 되는 경향이 있다.

한편으로, 고객이 요구하는 도금 강판의 외관 품질도 엄격해지는 경향이 있어서, 조업 현장에서는 보톰 드로스가 감겨올라가는 문제를 해결할 필요성이 증가하고 있다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 종래부터 여러 가지 제안이 이루어져 있다.

예를 들면, 일본 특허공고 평6-21331호 공보 및 일본 실용신안공고 평5-38045호 공보에는 싱크 롤과 도금조 저부의 사이에, 싱크 롤의 몸통 전체 길이를 덮고, 도금 욕의 흐름을 억제하는 차폐판을 설치하고, 이 차폐판의 하부에 보톰 드로스가 퇴적되는 공간을 형성하는 보톰 드로스 감겨올라감 억제 방법이 제안되어 있다.

또한, 일본 공개특허 평6-158253호 공보에서는 싱크 롤과 도금조 저부의 사이에, 욕내 유동을 억제하는 다공판을 설치한 것을 특징으로 하는 연속 용융 아연 도금 장치가 제안되어 있다.

또한, 일본 공개특허 제2001-140050호 공보에서는 싱크 롤의 양단부에서 중앙부를 향하여, 싱크 롤 몸통 전체 길이의 20 내지 40%에 상당하는 길이의 2장의 판 모양 부재를, 싱크 롤면으로부터 이격하여 설치한 것을 특징으로 하는 보톰 드로스 감겨올라감 방지 장치가 제안되어 있다.

그러나, 상기한 제안으로는, 후술하는 바와 같이, 보톰 드로스의 감겨올라감을 완전하게 해결하는 것은 곤란하다.

용융 아연 도금 욕조 내에 있어서의 보톰 드로스의 감겨올라감에 대하여는, 종래에는 주로 싱크 롤의 회전에 따라 생기는 접선 방향의 힘(도 9 중의 11, 참조)에 의하여, 싱크 롤의 전후의 저부에 퇴적하는 보톰 드로스가 감겨올라가는 것으로 생각되었다.

그러나, 본 발명자들은 보톰 드로스의 감겨올라감 현상을 구명하기 위하여, 용융 아연 도금 욕조 내의 3차원 유동 분석을 실시하였다. 그 결과, 강판 수반류가 싱크 롤에 의하여 조여지는 부분에서, 강한 흐름이 되는 것을 밝혀내었다.

즉, 싱크 롤 권취부의 측방에 발생하는 분류(噴流)가 용융 아연 도금 욕조 내의 측방 저부를 향하여 세차게 흐르는데, 그 때문에 용융 아연 도금 욕조의 저부에 퇴적되어 있던 보톰 드로스가 감기는 것을 밝혀내었다.

강판이 광폭재인 경우에는 도 10a에 나타내는 바와 같이, 싱크 롤 권취부의 측방에 생기는 기류에 의하여, 보톰 드로스에, 보톰 드로스를 싱크 롤(4)의 전방 중앙 부근으로부터 위쪽을 향하여 감아올리려는 힘(도면 중의 A, 참조)이 발생한다.

또한, 강판이 협폭재의 경우에는, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 보톰 드로스에, 보톰 드로스를 싱크 롤(4)과 용융 아연 도금 욕조(3)의 측방 벽면 사이로 감아올리려고 하는 힘(도면 중의 B, 참조)이 발생한다.

어느 경우에 있어서도, 결과적으로, 보톰 드로스는 도금 욕조 내에서, 종방향으로 원을 그리는 형태로 교반되어, 부유 상태가 된다. 본 발명자들은 보톰 드로스가 부유 상태가 되어서, 강판의 도금에 악영향을 주는 메커니즘을 해명하였다.

이 메커니즘을 전제로 하면, 종래의 기술에는 이하와 같은 문제점이 있다.

첫째, 일본 특허공고 평6-21331호 공보 및 일본 실용신안공고 평5-38045호 공보에 명시된 방법으로는 싱크 롤의 회전에 의하여 원주의 접선 방향으로 흐르려고 하는 보톰 드로스에 대하여는 차폐판의 설치에 의하여, 보톰 드로스의 감겨올라감을 효율적으로 방지할 수 있으나, 싱크 롤의 양측면부에 발생하는 벽면류에 대하여는 차폐 대책 또는 정류 대책을 강구할 수 없기 때문에, 보톰 드로스의 감겨올라감을 충분하게 억제할 수 없다.

둘째, 일본 공개특허 평6-158253호 공보에 명시된 장치에서는 싱크 롤의 양 측면부에 발생하는 벽면류에 대한 해결 수단을 구비하고 있지 않기 때문에, 보톰 드로스의 감겨올라감을 억제하는 효과는 충분한 것은 아니다.

또한, 상기 장치에 있어서는 다공 정류판이 싱크 롤의 폭 방향으로 거의 전체에 설치되어 있기 때문에, 싱크 롤과 다공 정류판 사이에 난류가 발생하고 싱크 롤과 접하고 있지 않은 강판 표면에의 보톰 드로스의 부착이 일어나고, 또한, 다공 정류판 위에, 보톰 드로스가 퇴적될 염려가 있다.

또한, 상기 장치에 있어서는 싱크 롤 등의 교환시에 강판을 싱크 롤 등의 도금 장치에 통과시키는 작업이 번잡하게 되는 문제가 있다.

셋째, 일본 공개특허 제2001-140050호 공보에 개시된 장치에서는 2장의 차폐판이 싱크 롤의 양측에 이격된 상태로 설치되어 있기 때문에, 싱크 롤 등의 교환시의 문제는 해소되지만, 싱크 롤의 양측면부에 생기는 벽면류에 대하여서는 정류 대책을 강구하고 있지 않기 때문에, 보톰 드로스의 감겨올라감을 완전하게 억제할 수 없다.

또한, 상기 장치에 있어서, 싱크 롤과 판 모양 부재의 간격이 넓은 경우에는 판 모양 부재 위에 보톰 드로스가 퇴적되므로, 강판을 협폭재로부터 광폭재로 바꾸어 통판할 때에, 퇴적된 드로스의 감겨올라감이 조장된다.

반대로, 싱크 롤과 판상 부재의 간격이 좁은 경우에는 보톰 드로스를 포함한 강한 흐름이 이 좁은 간극 공간에 집중되기 때문에, 보톰 드로스를 도금 욕조 내에 뿌려지게 되어, 싱크 롤이나 서포트 롤과 강판의 사이에 보톰 드로스가 끼어들어갈 우려가 있다.

본 발명은 강판의 연속 용융 아연 도금 공정에 있어서, 용융 아연 도금 욕조내의 저부에 침전·퇴적한 불순물인 보톰 드로스가 도금 처리 중에 강판의 이동에 수반하여 감기고, 강판 도금 표면에 부착하는 것을 강판의 판 폭에 관계없이 방지할 수 있는 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 요지는 다음과 같다.

(1) 싱크 롤의 축의 단부가 대면하는 용융 도금 욕조의 양측방 벽면에 싱크 롤의 하부에 있어서 일부가 이격되는 정류 부재를, 이 부재가 상기 벽면에 접촉된 상태가 되도록 설치하고, 그 벽면을 따라서 상승 또는 하강하는 용융 도금 금속의 흐름을 억제하는 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.

(2) 싱크 롤의 축의 단부가 대면하는 용융 도금 욕조의 양측방 벽면에, 정류 부재를, 이 부재가 상기 벽면에 접촉한 상태가 되도록, 그리고, 이 부재의 일부가 용융 도금 욕조 저부로부터의 거리가 이 저부와 싱크 롤 하단의 간격의 0.8배를 초과하는 위치에 위치하도록 설치하고, 상기 벽면을 따라서 상승 또는 하강하는 용융 도금 금속의 흐름을 억제하는 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.

(3) 용융 도금 욕조의 전방 벽면 및/또는 후방 벽면에 정류 부재를 이 부재가 상기 벽면에 접촉한 상태가 되도록 설치하고, 그 벽면을 따라서 상승 또는 하강하는 용융 도금 금속의 흐름을 억제하는 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.

(4) 상기 용융 도금 욕조의 양측방 벽면에 정류 부재를 이 부재가 상기 벽면에 접촉한 상태가 되도록 설치하고, 그 벽면을 따라서 상승 또는 하강하는 용융 도금 금속의 흐름을 억제하는 것을 특징으로 하는 상기 (3)에 기재된 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.

(5) 상기 용융 도금 욕조의 측방 벽면에 설치한 정류 부재의 폭 치수 W는 상기 측방 벽면으로부터 강판 단부까지의 거리 X보다 짧고, 상기 측방 벽면으로부터 싱크 롤의 지지 부재까지의 거리 Z보다 긴 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (4)의 어느 한 항에 기재된 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.

(6) 상기 용융 도금 욕조의 측방 벽면에 설치한 정류 부재의 길이 치수 L은 싱크 롤의 직경의 0.7배보다 길고, 용융 도금 욕조의 내측의 길이 치수 Y보다 짧은 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (5)의 어느 한 항에 기재된 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.

(7) 상기 정류 부재가 복수의 구멍을 구비하고, 또한 구멍의 면적의 합계가 이 정류 부재의 전체 면적의 10 내지 70%인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (6)의 어느 한 항에 기재된 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.

(8) 상기 정류 부재가 복수의 구멍을 구비하고, 또한 구멍 1개당 평균 면적이 1.2×10⁴ ㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (7)의 어느 한 항에 기재된 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.

본 발명에 의하면, 연속 용융 아연 도금 처리를 통판 속도가 높은 상태로 실시할 때에, 종래보다 도금 욕조 내에 침전·퇴적한 보톰 드로스의 감겨올라감을 확실히 억제하고, 강판으로의 보톰 드로스 부착을 큰 폭으로 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 싱크 롤 등의 교환시에 강판을 싱크 롤 등의 도금 장치에 통과시키는 작업을 종래에 비하고 용이하게 실시하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서 발생하는 욕류의 상태를 나타내는 도면으로서, 도 2a는 광폭재인 경우를 나타내고, 도 2b는 협폭재인 경우를 나타낸다.

도 3은 다공 정류판의 설치 형태를 나타내는 도면으로서, 도 3a는 지지 부재를 사이에 두고 다공 정류판을 매단 상태를 나타내고, 도 4b는 지지 부재를 사이에 두고 다공 정류판을 설치한 상태를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 형태를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시 형태를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 제4의 실시 형태를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 제5의 실시 형태를 나타내는 도면이다.

도 8은 측방의 벽면에 설치하는 정류 부재의 치수를 결정하는 방법을 설명하는 도면으로서, 도 8a는 연속 용융 아연 도금 장치의 측면을 나타내고, 도 8b는 그 정면을 나타낸다.

도 9는 일반적인 연속 용융 아연 도금 장치의 개략을 나타내는 도면이다.

도 10은 도 9에 나타내는 장치에 있어서 발생하는 욕류의 모양을 나타내는 도면으로서, 도 10a는 광폭재의 경우를 나타내고, 도 10b는 협폭재의 경우를 나타낸다.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

본 발명에 있어서의 제1 실시 형태를 설명한다. 다수의 구멍을 구비한 정류 부재, 즉 다공 정류판을 사용한 경우의 욕류의 형태를 도 2에 나타낸다.

정류 부재를 설치하지 않는 상태를 나타내는 도 10과 비교하였을 경우, 욕류의 방향은 거의 변하지 않지만, 다공 정류판의 배치에 의하여, 벽면 유속을 감쇠시키는 작용 효과를 얻을 수 있고, 이 작용 효과로 보톰 드로스의 감겨올라감을 용융 아연 도금 욕조의 낮은 영역으로 억제할 수 있다.

그리고, 이 억제 효과에 의하여 강판에 보톰 드로스가 감겨 들어가는 것을 저감할 수 있다.

또한, 다공 정류판을 배치하는 것에 의한 효과는 광폭재의 경우에는, 주로 보톰 드로스가 서포트 롤에 감겨 들어가는 것에 대하여 유효하게 작용하고, 협폭재 의 경우에는 주로, 보톰 드로스가 싱크 롤에 감겨 들어가는 것에 대하여 유효하게 작용한다고 생각할 수 있다.

본 발명에 있어서, 정류 부재의 도금 욕조 내에의 설치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 도금 욕조(3) 내의 양측방 벽면(21)에 정류 부재(22)가 접촉한 상태가 되도록 실시한다.

본 발명에서 말하는 「접촉한 상태」란, 정류 부재(22)를 도금 욕조의 측방 벽면(21)에 직접 매단 상태만을 의미하지 않는다.

상기 「접촉한 상태」는 도 3a에 나타내는 바와 같이, 위쪽으로부터 매단 지지 부재(23)에 정류 부재(22)를 설치한 상태, 또한, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 도금 욕조 저부에 설치된 지지 부재(23)에 정류 부재(22)를 설치한 상태 등, 측방 벽면(21)으로 정류 부재(22)에 약간의 틈이 있는 경우도 의미한다.

예를 들면, 실제의 조업에 있어서, 제조를 휴지(休止)하고, 도금 욕조 내에 퇴적한 보톰 드로스를 제거하는 청소 작업을 실시하는 경우, 정류 부재(22)가 양측방 벽면(21)에 고정되어 있으면, 청소 작업의 방해가 되는 경우가 있다.

한편, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 파이프 프레임과 같은 지지 부재(23)로 정류 부재(22)를 매달거나, 또는 지지 부재(23) 위에 정류 부재(22)를 설치한 설치 형태로 하면, 정류 부재(22)의 설치 및 제거가 용이하게 되어, 청소 작업을 하기가 쉬워진다.

정류 부재(22)가 양측방 벽면(21)에 완전하게 접촉하고 있지 않더라도, 실질적으로, 측방 벽면류를 감쇠시키는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 정류 부재(22)의 다른 설치 방법으로서 싱크 롤의 지지 부재에 설치하여 일체화하는 방법도 가능하다.

또한, 본 발명에 있어서, 정류 부재를 도금 욕조 내에 설치하는 것은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 도금 욕조(3) 내의 정류 부재(22)의 적어도 일부가 싱크 롤의 하부에 있어서 이격되도록 설치한다.

즉, 싱크 롤의 중앙 부근에 정류 부재가 없고 개방된 상태인데, 바꾸어 말하면, 양측방 벽면에 접촉한 한 쌍 또는 복수 쌍의 정류 부재를, 간격을 둔 상태로 배치하는 것을 의미한다.

그 이유는 싱크 롤의 몸통 전체 길이에 걸쳐서 정류 부재를 배치하면, 싱크 롤의 중앙 부근에 부유하는 드로스가 정류 부재 위에 침전·퇴적하고, 그 후에, 감겨올라갈 우려가 있기 때문이다.

싱크 롤의 중앙 부근은 양단부 부근에 비하여, 용융 도금 금속의 흐름이 느리기 때문에, 정류 부재가 없더라도, 보톰 드로스가 감겨올라갈 위험성은 적다.

또한, 싱크 롤의 중앙 부근 아래에 정류 부재가 가로로 놓여 있으면, 도금 조업을 개시할 때에, 강판의 선단부를 싱크 롤에 감는 작업, 이른바, 스레딩 작업이 번잡하게 된다.

본 발명의 제2 및 제3 실시 형태를 각각, 도 4 및 도 5에 기초하여 설명한다.

도 4 및 도 5는 싱크 롤의 축단부가 대면하는 용융 도금 욕조의 양측방 벽면에, 용융 도금 욕조의 저부로부터의 거리가 이 저부와 싱크 롤 하단의 간격의 0.8 배를 초과하는 위치에, 정류 부재의 일부가 위치하는 정류 부재를 설치한 형태를 나타내는 도면이다.

도 4는 단차를 설치한 정류 부재를, 측방 벽면에 접촉한 부분이 싱크 롤 하단부보다 높은 위치가 되도록 설치한 상태를 나타낸다.

본 발명에 있어서는 정류 부재를 싱크 롤의 하단부보다 낮은 위치, 바람직하게는 그 하단부까지의 0.8배 이하의 위치에 설치하는 것이 좋다.

그러나, 도 4에 나타내는 바와 같이, 0.8배를 초과하는 위치에 정류 부재의 일부가 설치되어 있는 경우에도, 벽면에 따른 상승류를 효과적으로 억제할 수 있다.

도 5에 나타내는 실시 형태도, 도 4에 나타내는 실시 형태와 동일한 사상에 기초한 것이지만, 정류 부재가 싱크 롤의 지지 부재에 배치되어 있는 점에서, 차이가 난다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 정류 부재는 벽면에 따른 상승류 또는 하강류를 포착하여, 유속을 억제하는 것을 목적으로 하는 것이므로, 정류 부재의 높이는 단일한 것일 필요는 없다. 본 발명의 정류 부재는 상승류와 하강류를 높이가 다른 위치에서 포착하여 정류하는 기능을 구비한 것이다.

본 발명의 제4 및 제5 실시 형태를 각각 도 6 및 도 7에 기초하여 설명한다.

도 6 및 도 7은 용융 도금 욕조 내에 있어서, 측방 벽면 이외의 전방 벽면 및/또는 후방 벽면에 정류 부재를 설치한 상태를 나타내는 도면이다.

강판의 이동 속도 및 싱크 롤의 회전 속도가 높아지면, 용융 도금 욕조의 전 방(강판의 출측 영역) 및 후방(강판의 입측 영역)에도, 용융 도금 금속의 흐름이 발생하고, 보톰 드로스의 감겨올라감을 일으킬 우려가 있다.

또한, 측방 부분의 흐름을 정류 부재로 억제함으로써 흐름이 방해된 용융 도금 금속이 갈 곳을 잃고, 전방 또는 후방에 모여서, 새로운 감김 루프를 형성할 우려가 있다.

이 실시 형태들은 적어도, 전방 벽면 및/또는 후방 벽면에 정류 부재를 설치하고, 용융 도금 금속의 흐름을 여러 방향에서 억제하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명에서 사용하는 정류 부재는 전술한 다공 정류판에 한정되지 않고, 여러 가지 형태의 부재를 사용할 수 있다.

예를 들면, 괴상 부재, 면상 부재, 망상 부재, 체 중에 복수의 펠릿을 채운 부재 등, 벽면 유속을 감쇠시키는 효과가 있는 부재이면 자유롭게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 정류 부재는 반드시 수평 또는 평탄하게 설치할 필요는 없다. 정류 부재 위에, 보톰 드로스가 퇴적하는 것을 막으려면, 경사지게 설치하거나 부재를 미리 만곡시켜 설치하여도 좋다.

정류 부재에, 다수의 구멍을 형성함으로써 벽면 유속을 감쇠시키면서, 입자 상태의 보톰 드로스를 투과시키는 것이 가능하게 된다. 결과적으로, 정류 부재 위에 퇴적하는 보톰 드로스의 양이 줄어들므로, 새로운 보톰 드로스의 감겨올라감을 완화할 수 있다.

한편, 구멍이 없는 정류 부재의 경우, 이 투과 기능은 없지만, 벽면류를 차 폐한다는 점에서, 구멍을 구비한 정류 부재보다 우수하다.

또한, 정류 부재에 구멍을 설치하는 것은 필요에 따라서 적절하게 실시하면 되고, 본 발명의 정류 부재에 있어서 구멍의 유무는 한정하지 않는다.

다만, 구멍을 정류 부재에 설치하는 경우, 구멍의 합계 면적은 정류 부재의 전체 면적의 10 내지 70%(개공율)로 하고, 구멍 1개당 평균 면적은 1.2×10⁴ ㎟ 이하로 하는 것이 좋다.

개공율은 30 내지 60%가 더 좋다. 개공율 30 내지 60%의 정류 부재를 사용하면, 현저한 보톰 드로스 감겨올라감 억제 효과를 얻을 수 있다.

개공율이 10%를 만족하지 않는 정류 부재는 보톰 드로스의 투과 능력이 부족하여, 보톰 드로스가 정류 부재 상에 퇴적하기 쉬워진다. 특히, 광폭재의 통판시에 보톰 드로스의 퇴적이 조장된다.

한편, 개공율이 70%를 초과하는 정류 부재는 벽면 유속의 감쇠 능력이 떨어지고, 보톰 드로스 감겨올라감을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 구멍 1개당 평균 면적이 1.2×10⁴ ㎟를 초과하면, 벽면 유속을 균일하게 감쇠시키는 것이 곤란하게 되어 바람직하지 않다.

또한, 구멍 1개당 평균 면적의 하한은 특히 한정하지 않지만, 보톰 드로스의 사이즈는 통상, ㎛ 오더로부터 수 mm 정도이므로, 구멍의 면적은 보톰 드로스가 용이하게 통과할 수 있는 정도의 면적, 예를 들면, 10 ㎟ 이상이면 좋다.

구멍의 형상에 대하여도 특히 한정하지 않는다. 펀칭 메탈과 같은 규칙적인 원형의 구멍이 있는 것이나, 철망 모양의 것 등을 정류 부재로서 적절하게 선택할 수 있다.

본 발명의 정류 부재의 치수는 벽면을 따라서 흐르는 상승류 또는 하강류를 유효하게 정류할 수 있는 치수이면 좋고, 사용하는 용융 도금 설비의 치수에 따라서 적절하게 결정한다.

측방 벽면에 설치하는 정류 부재의 치수를 결정하는 방법을, 도 8에 따라서 설명한다.

정류 부재의 폭 치수 W는 측방 벽면으로부터 강판 단부까지의 거리 X보다 짧고, 측방 벽면으로부터 싱크 롤 지지 부재까지의 거리 Z보다 길게 설정하는 것이 좋다.

W≥X의 경우, 정류 부재 위에 퇴적하는 보톰 드로스의 양이 증가하여 강판에 드로스가 부착하는 빈도(보톰 드로스 부착 발생율)가 높아진다. 또한, 싱크 롤의 교환 시에, 강판의 통판 작업에 지장을 초래할 우려가 있다. 한편, W≤Z의 경우에는 충분한 정류 효과를 얻을 수 없는 경우가 있다.

따라서, 정류 부재의 폭 치수 W는 Z < W < X를 만족하는 것이 좋다.

또한, 거리 X를 구할 때의 강판은 처리 대상 강판 중에서 가장 폭이 좁은 강판으로 한다.

정류 부재의 길이 치수 L는 싱크 롤의 직경 D의 0.7배보다 길고, 도금 욕조 내측의 길이 치수 Y보다 짧게 설정하는 것이 좋다.

L ≤ 0.7D인 경우, 싱크 롤이 감김부로부터 발생하는 측방 분류를, 커버하지 못하여, 충분한 정류 효과를 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, L ≥ Y의 경우, 물리적으로 정류판을 도금 욕조 내에 격납할 수 없다.

따라서, 정류 부재의 길이 치수 L는 0.7D < L < Y를 만족하는 것이 좋다.

또한, 정류 부재의 전후 방향의 설치 위치에 대하여는 정류 부재의 중앙이 싱크 롤 바로 아래인 것보다는, 전방측(강판 출측)으로 어긋난 위치에 설치하는 편이 특히 좋다.

정류 부재를 전술한 바와 같이 설치하는 본 발명에 있어서는, 도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이, 처리 대상의 강판이 광폭재, 협폭재의 어느 경우이더라도, 정류 부재가 벽면류의 유속을 감쇠시킬 수 있고, 그 결과, 보톰 드로스의 감겨올라감을 현저하게 방지할 수 있다.

<실시예>

이하 본 발명을 실시예에 기초하여 설명한다.

연속 용융 아연 도금 욕조 내에, 이하의 조건의 정류 부재를 설치하고, 연속 용융 아연 도금 처리를 실시하고, 보톰 드로스의 감겨올라감에 의한 도금 강판에 대한 보톰 드로스 부착 발생율을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

〔정류 부재의 사양〕

형상·재질: 12 mm 두께의 오스테나이트계 스테인리스 강판

구멍의 유무: 「다공」과「구멍 없음」의 2 수준으로 실시. 다공의 경우에는 개공율 50%, 구멍 1개당 평균 면적 7.9×1O³ ㎟.

설치 조건: 싱크 롤 하단으로부터 600 mm, 도금 욕조 저부로부터 600 mm의 높이에 설치.

측방 벽면에 설치하는 정류 부재는 「접촉」, 「비접촉」의 2 수준으로 실시. 「접촉」이란, 정류 부재의 단부가 벽면에 접촉한 상태를 가리키고,「비접촉」이란, 벽면에 접촉하지 않는 상태를 가리킨다.

측방 벽면에 설치하는 정류 부재는 「이격」, 「이격 없음」의 조건으로 실시.

예를 들면, 「1600 mm 이격」이란, 양측방 벽면에 설치된 결합의 정류 부재가 싱크 롤 하부에 있어서, 1600 mm의 간격을 두고 설치되어 있는 상태를 가리킨다. 「이격 없음」이란, 정류 부재가 간격을 두지 않고, 하나로 연결된 상태인 것을 가리킨다.

〔시험 조건〕

도금 욕: 용융 아연

통판 속도: 150 m/분

시험용 코일: 판 두께 0.6 ~ 0.7mm×판폭 1,500 ~ 1,690 mm 냉연 보통 탄소강 코일(협폭재)

판 두께 0.6 ~ 0.7mm × 판폭 1,700 ~ 1,820mm 냉연 보통 탄소강 코일(광폭재)

조건이 다른 다공 정류판에 대하여, 각각 약 40개의 시험용 코일을 용융 아연 도금 라인에서 도금 처리하고, 이하의 계산식으로 강판의 보톰 드로스 부착 발 생율을 구하였다. 보톰 드로스 부착의 유무는 육안 검사로 판단하였다.

보톰 드로스 부착 발생율(%) = (보톰 드로스 부착이 있는 코일 수/시험한 코일 수)×100

보톰 드로스 부착에 관한 합격 여부 판정은 협폭재 및 광폭재에 있어서의 보톰 드로스 부착 발생율의 평균값에 기초하여 이하의 기준에 따라서 실시하였다.

합격(우수): 6% 미만

합격(양호): 6% 이상 8% 미만

합격(가능): 8% 이상 12% 미만

불합격: 12% 이상

표 1의 No 1 및 No 2는 정류판의 단부를 측방 벽면에 접촉시켜, 싱크 롤 하부에 있어서 정류판을 이격하여 설치한 경우를 나타낸 것으로, 본 발명의 제1 실시 형태에 해당한다.

양자에 있어서의 강판의 보톰 드로스 부착 발생율은 모두 본 발명이 정하는 합격 범위 내이지만, No 2는 정류판에 구멍이 뚫려 있지 않기 때문에, 광폭재의 도금 처리시에 보톰 드로스가 감겨올라간 것으로 보이고, No 1보다 떨어지는 결과가 나왔다.

No 3, No 4, No 5 및 No 9는 정류 부재의 설치 조건이 비접촉 또는 이격이 없는 것이며, 모두 보톰 드로스의 감겨올라감을 충분히 억제할 수 없었다.

No 6은 정류 부재를 설치하지 않는 경우인데, 가장 뒤떨어지는 결과가 나왔다. No 7은 다공 정류판을 측방·전방 벽면에 설치하고, No 8은 다공 정류판을 측방·전방·후방 벽면에 설치한 경우이며, 각각 도 6에 나타내는 제4의 실시형태, 도 7에 나타내는 제5의 실시형태에 해당한다.

이와 같이, 정류 부재를 측방 벽면 이외에 설치한 경우에도, 본 발명의 효과를 충분히 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

표 2는, 도 4에 나타내는 본 발명의 제2 실시 형태, 또는 도 5에 나타내는 본 발명의 제3 실시 형태의 조건으로 시험을 실시한 결과를 나타낸다. 정류 부재는 단차가 있는 정류판을 사용하였다.

정류판의 높은 쪽 부분의 높이를 「설치 높이 1」, 낮은 쪽 부분의 높이를 「설치 높이 2」로 정의하고, 용융 도금 욕조 저부로부터 싱크 롤 하단까지의 거리에 대한 배율로, 각각의 높이를 나타내고 있다.

〔정류 부재의 사양〕

형상·재질: 8 mm 두께의 오스테나이트계 스테인리스 강판

구멍의 유무: 개공율 50%, 구멍 1개당 평균 면적 2.0×10³ ㎟의 다공 정류판을 사용.

설치 조건: 용융 도금 욕조의 양측방 벽면에, 싱크 롤의 하부에 있어 일부가 이격된 정류판을, 이 정류판이 상기 벽면에 접촉한 상태가 되도록 설치.

시험 조건 등은 상기와 같은 방법으로 하였다.

표 2의 No 10 내지 No l5는 「설치 높이 2」를 일정한 값(0.5)으로 하고, 「설치 높이 1」의 영향을 조사한 것이다. 「설치 높이 1」이 0.8을 초과하는 No 10 내지 No 13은 본 발명에서 정한 합격의 범위이다.

이것에 대하여, 「설치 높이 1」이 0.8 이하인 No 14 및 No 15에서는 협폭재, 광폭재 두 가지 모두 강판의 보톰 드로스 부착 발생율이 떨어지는 경향이 있다.

표 2의 No 16 내지 No 21은 「설치 높이 1」을 일정한 값(1.0)으로 하고, 「설치 높이 2」의 영향을 조사한 것이다. 「설치 높이 2」가 0.3 내지 0.7의 범위에서 양호한 결과를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

No 22는 제3 실시 형태의 경우이며, 본 발명에서 정한 합격의 범위인 것을 나타내고 있다.

측방 벽면에 설치하는 정류 부재의 치수에 관하여, 시험을 실시한 결과를, 표 3에 나타낸다.

〔정류 부재의 사양〕

형상·재질: 12 mm 두께의 오스테나이트계 스테인리스 강판

구멍의 유무: 개공율 50%, 구멍 1개당 평균 면적 2.0×10³ ㎟의 다공 정류판을 사용.

설치 조건: 싱크 롤 하단으로부터 600 mm, 도금 욕조 저부로부터 600 mm의 높이에 설치.

용융 도금 욕조의 양측방 벽면에, 싱크 롤의 하부에 있어서 일부가 이격하는 정류 부재를 이 부재가 상기 벽면에 접촉한 상태가 되도록 설치.

그 밖의 시험 조건 등은 표 1의 경우와 같다.

표 3에 있어서의 기호, Z, W, X, D, L 및 Y는 도 8에 표시한 것에 대응한다. 표 3의 No 23 내지 No 32는 정류 부재의 길이 치수를 일정한 값(1000 mm)으로 하고, 주로 정류 부재의 폭 치수 W에 있어서의 변화의 영향을 조사한 것이다.

W가 측방 벽면으로부터 싱크 롤 지지 부재까지의 거리 Z 이하의 길이인 경우, 강판의 보톰 드로스 부착 발생율은 나빠지는 경향이 있다(No 23, No 24, No 25). 이것은 정류판이 상승 또는 하강하는 벽면류를 충분히 포착하지 못하고, 보톰 드로스의 감겨올라감이 발생한 것으로 생각할 수 있다.

한편, W가 측방 벽면으로부터 강판 단부까지의 거리 X 이상의 길이인 경우, 광폭재의 강판의 보톰 드로스 부착 발생율이 나빠지는 경향이 있다(No 31, No 32). 이것은 정류 부재 위에 퇴적하는 보톰 드로스의 양이 증가하여, 강판에 드로스가 부착하는 빈도가 높아졌던 것에 기인하는 것으로 생각된다.

한편, 표 3의 No 33 내지 No 42는 W를 일정한 값(1100mm)으로 하고, L의 변화의 영향을 조사한 것이다. L이 싱크 롤의 직경 D의 0.7배 이하의 길이인 경우, 강판의 보톰 드로스 부착 발생율은 나빠지는 경향이 있다(No 33, No 34, No 35).

이것은 싱크 롤의 감김부로부터 발생하는 측방 기류를 커버하지 못하고, 충분한 정류 효과가 얻을 수 없었던 것이 원인이라고 생각된다.

표 4에, 개공율 및 구멍의 사이즈가 다른 다공 정류판을 준비하여 시험을 실시한 결과를 나타낸다.

〔정류 부재의 사양〕

형상·재질: 길이 800 mm × 폭 600 mm × 두께 12 mm의 오스테나이트계 스테인리스 강판

설치 조건: 싱크 롤 하단으로부터 600 mm, 도금 욕조 저부로부터 600 mm의 높이로, 다공 정류판의 단부가 도금 욕조의 벽면에 접촉하도록, 도금 욕조의 좌우 벽면에 각각 설치하고, 시험을 실시하였다.

그 밖의 시험 조건 등은 표 1의 경우와 같다.

표 4의 No 43 내지 No 50은 구멍의 사이즈를 일정한 값(2.0×103㎟)으로 하고, 개공율의 변화의 영향을 조사한 것이다. No 43에 나타내는 바와 같이, 개공율이 10% 미만이면, 강판의 보톰 드로스 부착 발생율이 나빠지는 경우가 있는 것으로 판명되었다.

이것은 보톰 드로스의 투과 능력이 부족하고, 보톰 드로스가 정류 부재 상에 퇴적하기 쉬워지는 것에 기인하는 것으로 생각된다.

구멍이 없는 정류판인 No 51에 대하여도, 동일한 이유로 강판의 보톰 드로스 부착 발생율이 떨어지는 결과가 나왔다. 이것과는 대조적으로, No 50은 개공율이 75%로 높은 경우를 나타내는 것이다.

강판의 보톰 드로스 부착 발생율이 나쁜 원인은 벽면류의 속도의 감쇠 능력에 떨어지고, 보톰 드로스의 감겨올라감을 효과적으로 억제할 수 없기 때문이라고 생각된다.

No 52 내지 No 56은 개공율을 일정한 값(50%)으로 하고, 구멍 1개당 평균 면적을 변화시켜서 그 영향을 조사한 것이다. 구멍 1개당 평균 면적이 12×10³㎟를 넘으면, 강판의 보톰 드로스 부착 발생율이 높아지는 경향이 있다.

이는 벽면 유속을 균일하게 감속하지 못하고, 보톰 드로스의 감겨올라감을 충분히 억제할 수 없는 것이 원인이라고 생각된다.

No 57은 다공 정류판 대신에 적층한 금속망을 사용하였을 경우의 예이다. 다공 정류판의 경우와 같이 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 것이 판명되었다.

이상의 설명과 같이, 용융 아연 도금 욕조 내에, 본 발명에 의한 정류 부재를 설치함으로써 보톰 드로스의 감겨올라감을 억제하고, 이 감겨올라감에 의한 도금 강판으로의 보톰 드로스 부착 발생율을 저감할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 연속 용융 아연 도금 처리를 통판 속도가 높은 상태로 실시할 때에, 종래보다 도금 욕조 내에 침전·퇴적한 보톰 드로스의 감겨올라감을 확실히 억제하고, 도금 강판으로의 보톰 드로스 부착을 큰 폭으로 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 싱크 롤 등의 교환시, 강판을 싱크 롤 등의 도금 부착 장치에 통과시키는 작업을 종래와 비교할 때, 용이하게 실시하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명은 도금 산업에 있어서 이용 가능성이 높은 것이다.

Claims (8)

1. 싱크 롤의 축의 단부가 대면하는 용융 도금 욕조의 양측방 벽면에, 싱크 롤의 하부에 있어서 일부가 이격되는 정류 부재를, 이 부재가 상기 벽면에 접촉된 상태가 되도록 설치하고, 그 벽면을 따라서 상승 또는 하강하는 용융 도금 금속의 흐름을 억제하는 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.
2. 싱크 롤의 축의 단부가 대면하는 용융 도금 욕조의 양측방 벽면에, 정류 부재를 이 부재가 상기 벽면에 접촉한 상태가 되도록, 그리고 이 부재의 일부가 용융 도금 욕조 저부로부터의 거리가 이 저부와 싱크 롤 하단의 간격의 0.8배를 초과하는 위치에 위치하도록 설치하고, 상기 벽면을 따라서 상승 또는 하강하는 용융 도금 금속의 흐름을 억제하는 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.
3. 용융 도금 욕조의 전방 벽면 및/또는 후방 벽면에, 정류 부재를 이 부재가 상기 벽면에 접촉한 상태가 되도록 설치하고, 그 벽면을 따라서 상승 또는 하강하는 용융 도금 금속의 흐름을 억제하는 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 용융 도금 욕조의 양측방 벽면에, 정류 부재를 이 부재가 상기 벽면에 접촉한 상태가 되도록 설치하고, 그 벽면을 따라서 상승 또는 하강하는 용융 도금 금속의 흐름을 억제하는 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 용융 도금 욕조의 측방 벽면에 설치한 정류 부재의 폭 치수 W는 상기 측방 벽면으로부터 강판 단부까지의 거리 X보다 짧고, 상기 측방 벽면으로부터 싱크 롤의 지지 부재까지의 거리 Z보다 긴 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 용융 도금 욕조의 측방 벽면에 설치한 정류 부재의 길이 치수 L은 싱크 롤의 직경의 0.7배보다 길고, 용융 도금 욕조의 내측의 길이 치수 Y보다 짧은 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 정류 부재가 복수의 구멍을 구비하고, 또한 구멍의 면적의 합계가 이 정류 부재의 전체 면적의 10% 내지 70%인 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 정류 부재가 복수의 구멍을 구비하고, 또한 구멍 1개당 평균 면적이 1.2×10⁴ ㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 금속판의 연속 용융 도금 욕조 내에 있어서의 감겨올라감 방지 장치.

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