KR20090099579A - 금속 스트립의 용융 도금 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 용융물(200)을 이용하여 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100)에 관한 것이다. 금속 스트립은 롤러(120)에 의해 금속 용융물(200) 내로 편향된다. 롤러는 지지 암(105) 내 베어링(144)에 회전 가능하게 장착된다. 베어링은 베어링 챔버(142) 내에 장착된다. 금속 용융물(200)의 바람직하지 못한 유입으로부터 베어링 챔버(142)를 밀봉하기 위해, 베어링 챔버(142)와 롤러 통로(136) 사이에는 금속 용융물(200)에 대향하여 슬루스가 배치되되, 이 슬루스는 금속 용융물(200)에 대향하여 슬루스 챔버(132)를 밀봉하기 위해 기체 압력 하의 기체 매체를 공급받는다. 슬루스에 대한 유지보수 비용을 절감하기 위해, 본 발명에 따라 슬루스 챔버(132)는 주변 금속 용융물(200) 쪽을 향해 개방된 채널 형태의 유출구(134)를 포함하는 다이빙 벨 형태로 형성된다.
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용융 도금 장치, 롤러, 베어링, 베어링 챔버, 롤러 통로, 금속 용융물, 슬루 스 챔버, 기체 매체

Description

금속 스트립의 용융 도금 장치 및 그 방법{DEVICE AND METHOD FOR HOT DIP COATING A METAL STRIP}
본 발명은 금속 스트립을 용융 도금하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상기 장치는 예컨대 DE 10 2004 030 207 A1로부터 기본적으로 공지되었다. 상기 독일 공보에서 개시된 용융 도금 장치는 금속 용융물을 위한 용기를 포함하고, 금속 스트립은 그 금속 용융물을 통해서 안내된다. 금속 스트립은 용융물을 통과할 때 롤러 본체 및 롤러 핀을 포함하는 롤러에 의해 용융물 내로 편향되고 안정화된다. 롤러 내지 롤러 핀은 롤러 베어링으로 지지된다. 롤러의 기능성을 보장하기 위해, 롤러 베어링은 공격적인 금속 용융물로부터 보호되어야 한다. 이를 위해 금속 용융물로 향하는 샤프트 통로는 롤러 베어링 내로 용융물이 침투하지 않도록 효과적인 실링에 의해 밀폐되어야 한다. 상기 독일 공보에서 밀봉은 슬루스 챔버(sluice chamber)로 롤러 핀을 둘러싸는 슬루스(sluice)에 의해 이루어진다. 슬루스 챔버는, 샤프트 통로에서의 밀봉 누출, 다시 말해 샤프트 핀으로 향하는 전환부에서의 밀봉 누출을 제외하고, 금속 용융물에 대향하여 밀폐 또는 밀봉되어 있다. 샤프트 통로를 통한 금속 용융물의 침투를 방지하기 위해, 슬루스 챔버는 기 체 압력을 보유하는 기체 매체를 공급받는다. 슬루스는 기체 압력에도 불구하고 슬루스 챔버 내로 침투하는 소량의 금속 용융물 형태의 누출 손실을 포집하기 위한 포집 용기를 포함한다. 이런 포집 용기는 이따금 비워줘야 하는데, 이를 위해서는 우선 포집 용기를 분해하고 이후 다시 조립해야 하며, 그럼으로써 상기 슬루스의 작동과 관련하여 유지보수 작업이 증가하게 된다.
본 발명의 목적은, 앞서 언급한 선행 기술의 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 금속 스트립을 용융 도금하기 위한 공지된 장치 및 공지된 방법에 있어서, 특히 슬루스를 위한 유지보수 작업이 절감되는 방식으로 상기 장치 및 방법을 개선하는 것에 있다.
상기 목적은 장치 관련 청구항 제1항의 대상에 의해 달성된다. 이 제1항에 따라 본원의 용융 도금 장치는, 슬루스 챔버를 구비한 슬루스가 금속 용융물 내에 잠기며, 슬루스 챔버는 금속 용융물 내로 잠기고 그 금속 용융물을 향해 개방되는 채널 형태의 유출구를 포함하는 다이빙 벨(diving bell) 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
청구되는 바와 같이 다이빙 벨로서 슬루스 챔버가 형성될 시에, 극미한 누출 손실은 고의적으로 감수된다. 그러나 그런 극미한 누출 손실은 손해가 되지 않으며, 유지보수 작업도 증가시키지 않는다. 왜냐하면, 기체 압력에 대항하여 샤프트 통로를 통해 슬루스 챔버의 내부에 도달하는 극미한 량의 금속 용융물은 그 슬루스 챔버에서 직접적으로 채널 형태의 유출구를 통해 다시 용융 욕으로 공급되기 때문이다. 그러므로 독립된 포집 용기에서 누출 손실의 포집과, 그에 따라 선행 기술로부터 확인된 유지보수 작업은 슬루스를 본 발명에 따라 구성할 시에 배제될 수 있다.
개략화의 이유에서, 본 명세서에서는 롤러 핀에 결합될 수 있는 구동 샤프트와 그 롤러 핀 자체는 구별하지 않는다. 다시 말해 특히 구체적인 실시예에서 롤러 핀이 아니라, 구동 샤프트가 베어링 챔버에 둘러싸여 베어링에서 회전 가능하게 장착된 경우라면, 롤러 핀이란 개념은 구동 샤프트를 의미할 수도 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따라, 롤러 핀을 위한 베어링을 포함하는 베어링 챔버는 기체 매체와 관련하여 슬루스 챔버와 연통되는 방식으로 형성된다. 그로 인해 바람직하게는 베어링 챔버 내에는 기체 압력이 존재하며, 이런 방식으로 금속 용융물은 베어링으로부터 이격되어 유지된다.
다이빙 벨 형태로 청구되는 슬루스는 단독으로, 또는 예컨대 금속 용융물을 향해 개방되거나 밀폐될 수 있는 추가의 슬루스와 함께 베어링 챔버와 롤러 본체 사이에 배치될 수 있다. 이처럼 평행하게 배치되는 슬루스들은 밀봉 시스템의 타측에, 예컨대 롤러 본체의 영역에 존재하는 금속 용융물에 대향하여 베어링 챔버를 밀봉하기 위한 캐스케이드 형태의 중복 밀봉 시스템으로서 작용한다. 개별 슬루스들의 경우, 특히 앞서 설명한 바와 같이 다이빙 벨로서 형성되는 슬루스들의 경우, 밀봉 누출은 의도적으로 감수되지만, 일차적인 목적, 즉 베어링 챔버가 금속 용융물의 영향을 받지 않도록 하는 목적을 방해하지 않는다.
개별 슬루스들과 경우에 따라 베어링 챔버는 기본적으로 각각 독립적으로 기체 매체를 공급받고, 그에 따라 금속 용융물에 대향하여 밀봉될 수 있다. 그러나 본 발명에 따라 바람직하게는 베어링 챔버 및 다양한 슬루스 챔버는 기체 매체와 관련하여 서로 연통되는 방식으로 형성되고, 기체 매체의 흐름은 적어도 일측 방향으로 허용된다. 이는 특히 바람직하게는 인접한 두 챔버 사이의 전환 영역에 제공되는 립 실링으로 실현되되, 립 실링은 일측 방향으로 기체 매체의 흐름을 허용하고, 타측 방향에서는 기체 매체를 위한 체크 밸브로서 기능할뿐 아니라, 경우에 따른 금속 용융물의 누출량에 대한 차단부로서 기능한다.
슬루스 챔버와 액상의 금속 용융물 사이의 전환 영역에 제공되는 샤프트 통로는, 슬루스 챔버로부터 금속 용융물로 누출되는 기체 매체뿐 아니라, 슬루스 챔버 내로 침투하는 금속 용융물을 위한 용융 도금 장치의 본질적인 밀봉 누출 위치를 나타낸다. 바람직하지 못하게 침투한 금속 용융물을 본 발명에 따라 용융 욕으로 다시 회수하는 점에 대해서는 이미 앞서 언급하였다.
더욱 바람직하게는 슬루스 챔버로부터 금속 용융물 내로 배출되는 기체 매체를 포집할 수 있도록 슬루스 외부에서 샤프트 통로에 인접하여 기체 분리 부재가 제공될 수 있다. 더욱 바람직하게는 그로 인해 포집된 매체가 다시 기체 순환로를 통해 베어링 챔버나, 또는 슬루스 챔버들로 공급될 수 있다. 그러나 이에 대체되는 실시예에 따라 그 매체는 주변 공기로 배출될 수도 있다.
비록 샤프트 통로 영역에서의 밀봉 누출을 기본적으로 감수한다고 하더라도, 그런 밀봉 누출은 바람직한 것은 아니다. 따라서 샤프트 통로 영역 내 기밀성은, 그 영역에 접촉 실링이 제공됨으로써 대폭 증가될 수 있다. 이와 관련하여 접촉 실링은 슬루스 챔버 내 기체 압력과 금속 용융물의 욕 내 압력 사이의 압력 차이에 의해 롤러 축에 평행하게 롤러 본체 쪽에, 또는 롤러 핀의 돌출부 쪽에 밀착된다. 그런 다음 경우에 따라 바람직하게는 앞서 언급한 누출된 기체의 회수를 제공하는 기체 순환 시스템을 이용하지 않을 수도 있다. 접촉 실링에 대체되거나, 또는 추가되는 실시예에 따라, 샤프트 통로의 영역에 유도 실링이 제공될 수 있다. 유도 실링은 링 실링으로서 롤러 핀의 맞은편에 삽입될 수 있다.
더욱 바람직하게는 슬루스 챔버들과 베어링 챔버 내 기체 압력은 압력 제어 회로에 의해 감시되고, 바람직하게는 일정하게 유지된다.
더욱 바람직하게는 베어링 챔버 내에 롤러 핀과 그에 따라 롤러 전체를 회전시키기 위한 구동 장치도 통합된다. 구동 장치는 예컨대 전동기로서, 또는 특별하게 형성되는 압축 공기 모터로서 형성될 수 있다. 베어링 챔버 내부에 구동 장치를 배치하는 점에 대체되는 실시예에 따라, 구동 장치는 또한 외부에, 다시 말하면 금속 용융물 외부에 배치될 수 있으며, 이런 경우 롤러 핀과 롤러는 기계식 연결부, 예컨대 슬라이더-크랭크 구동 장치를 통해 회동될 수 있다.
앞서 언급한 목적은 또한 용융 도금 장치를 작동시키기 위한 청구된 방법을 통해 달성된다. 이런 방법과 결부되는 장점들은 앞서 용융 도금 장치와 관련하여 언급한 장치에 상응한다.
용융 도금 장치와 이 장치를 작동시키기 위한 방법에 대한 추가의 바람직한 구현예들은 종속항들의 대상이다.
본 명세서에는 5개의 도가 첨부되며, 다음과 같다.
도 1은 용융 도금 장치의 전체를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤러의 베어링부 및 밀봉부를 도시한 상세도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤러의 베어링부 및 밀봉부를 도시한 개략도이다.
도 4는 용융 도금 장치를 위한 기체 순환로를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 롤러의 베어링부 및 밀봉부를 도시한 개략도이다.
본 발명은 다음에서 상기 도들과 관련하여 실시예의 형태로 상세하게 설명된다. 모든 도에서 동일한 기술적 부재는 각각 동일한 부재 번호로 표시된다.
도 1은 금속 스트립(미도시)을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100)를 도시하고 있다. 본원의 장치는 용기(110)의 양측에 배치되는 2개의 수직 지주부(102)를 포함한다. 용기는 금속 용융물(200)로 채워져 있다. 상기 지주부를 따라서는 크로스멤버(103)가 수직 구동 장치(104)에 의해 수직으로 이송된다. 크로스멤버(103)에는 2개의 지지 암(105)이 매달려 있으며, 그 지지 암들 사이에 롤러(120)가 회전 가능하게 장착된다. 따라서 금속 스트립은, 금속 용융물 내에 잠긴 후, 다시 상부 방향으로 금속 용융물로부터 배출되기 전에 롤러(120)를 중심으로, 정확하게 말하면 롤러의 롤러 본체(122)를 중심으로 편향된다. 수직으로 이송 가능한 크로스멤버(103)에 의해 롤러는 지지 암들(105)에 제공되는 자체 베어링과 함께 금속 용융물(200) 내로 하강되거나, 또는 유지보수를 목적으로, 또는 정지 시간 동안 금속 용융물로부터 상승된다.
도 2는 도 1의 상세도 형태로 본 발명에 따른 용융 도금 장치에 대한 제1 실시예를 도시하고 있다. 도 2에서는 내부에 금속 용융물(200)을 포함하는 용기(110)를 확인할 수 있되, 금속 용융물의 용탕 레벨은 부재 번호 B로 식별 표시되어 있다. 또한, 롤러(120)는 자체 베어링부와 함께 지지 암(105)에 매달려 금속 용융물(200) 내에 잠겨 있는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 롤러 핀(124)을 확인할 수 있되, 이 롤러 핀은 예컨대 지지 암(105) 내 롤러 베어링(144)에 장착된다. 롤러 베어링의 주변은 다음에서 베어링 챔버(142)로서 지칭된다. 또한, 기체 매체, 예컨대 질소를 베어링 챔버(142) 내에 공급하기 위한 기체 라인(190)을 확인할 수 있다. 기체 라인(190)은 베어링 챔버(142) 내로 유입되기 바로 직전에 바람직하게는 나선형으로 감겨 있다. 이와 같은 나선형 권선부는 공급되는 기체 매체(N2)가 베어링 챔버(142) 내로 유입되기 전까지 그 기체 매체에 대한 연장되는 경로를 나타낸다. 그에 따라 나선형 권선부가 고온의 금속 용융물(200)에 잠기게 되면, 기체 매체는 그 나선형 권선부를 관류하면서 베어링 챔버(142) 내로 유입되기 전에 이미 금속 용융물의 온도로 예열된다.
베어링 챔버(142)와 롤러 본체(122) 사이에는 본 발명에 따른 슬루스(130)가 배치된다. 이 슬루스는 슬루스 챔버(132)를 이용하여 롤러 핀(124)을 둘러싼다. 슬루스(130)는, 정확히 베어링 하우징(146) 및 롤러 본체(122)와 같이, 금속 용융물(200) 내에 잠기고 그에 따라 외부로부터 금속 용융물에 의해 둘러싸인다. 본 발명에 따라 슬루스(130)와 그 슬루스 챔버(132)는 용융 도금 장치의 작동 중에 마찬가지로 금속 용융물(200) 내로 잠기는 채널 형태의 유출구(134)를 포함하는 다이빙 벨 형태로 형성된다. 이와 관련하여 유출구(134)는 금속 용융물에 대향하여 개방되어 있다.
슬루스(130)는 베어링 챔버(142)와 롤러 본체(122) 사이에 배치된다. 베어링 챔버(142)와 슬루스 챔버(132) 사이의 전환 영역에서는 분리 벽부가 부시(137)와 함께 핀 측을 밀폐하되, 부시는 롤러(120)의 핀(124)을 둘러싼다. 부시(137)의 내경부와 핀의 외경부 사이에서는, 베어링 챔버(142)와 슬루스 챔버(132) 사이에서 기체 매체(N2)를 제어하면서 통과시키기 위한 링 갭(136)이 유지된다.
슬루스 챔버의 벽부로서 롤러 본체(122)의 맞은편에 배치되는 벽부(138)는 바람직하게는 유연하거나, 또는 탄력적이며, 예컨대 멤브레인으로서 형성된다. 벽부(138)는 링 실링(139)과 함께 핀 측을 밀폐한다. 그러나 링 실링(139)은 핀 측에서 100% 완벽하게 기밀성을 유지하는 것이 아니라, 핀(124)에 대향하여 소정의 밀봉 누출을 유지한다. 이런 밀봉 누출은, 밀봉 누출을 통해 슬루스 챔버(132)로부터 주변 금속 용융물(200)로 누출되는 기체 매체(N2)뿐 아니라, 샤프트 통로(136)에서의 밀봉 누출에 의해 슬루스 챔버(132)에 도달할 수 있는 금속 용융물(200)과 관련될 수 있다.
상기와 같은 밀봉 누출을 줄이기 위해, 링 실링(139)은 바람직하게는 본 발명에 따라 접촉 실링으로서 형성되며, 이런 접촉 실링은 롤러 본체(122)에, 또는 롤러 핀(124)의 돌출부(123)에 맞닿아 마찰(rubbing)한다.
경우에 따라 바람직하지 못하게 침투하는 용융물(200)에 대향하여 도 2에 도시한 바와 같은 베어링(144)의 밀봉은 다음과 같이 기능한다:
기체 라인(190)을 통해 기체 매체, 특히 질소는 베어링 챔버(142) 내로 안내된다. 기체 매체는 그 베어링 챔버(142) 내에서, 링 갭(136')을 통해 슬루스 챔버(132) 내로 유출되기 전에 베어링(144)을 통과한다. 베어링 챔버(142)와 슬루스 챔버(132)는 기체 매체와 관련하여 링 갭(136)을 통해 서로 연통되는 방식으로 형성된다. 그러므로 두 챔버 내에서는 동일한 크기의 기체 압력이 설정된다. 기체 압력은, 금속 용융물(200)이 슬루스(130)에 개방되는 방식으로 제공되는 채널 형태의 유출구(134)를 통해 슬루스 챔버(132)의 내부로 침투하는 점이 효과적으로 방지되는 정도로 선택된다. 동시에 그 압력은 슬루스 챔버(132)의 벽부로서 유연하게 형성되는 외부 벽부(138) 쪽에 작용한다. 상기 외부 벽부(138)는 외부에서 금속 용융물(200)로부터 가해지는 압력의 하중을 받는다. 그러므로 접촉식 링 실링(139)은, 슬루스 챔버(132)의 내부의 기체 압력과, 금속 용융물(200)로부터 외부 벽부(138)에 가해지는 압력 사이의 압력 차이로 인해 롤러의 축방향(R)에 대해 평행한 힘(K)으로 돌출부(123) 또는 롤러 본체(122)에 밀착된다. 이를 위해 슬루스 챔버(132) 내부의 기체 압력은 금속 용융물로부터 가해지는 압력에 대향하여 적합한 크기로 치수화되어야 한다. 접촉 실링으로서 형성되는 링 실링(139)의 구성은 핀의 표면에 대향하여 순수하게 실링으로서 형성되는 구성에 비해 그 밀봉 효과를 대폭 개선시킨다. 이런 방식으로 전체적으로 샤프트 통로(136)를 통해 침투하는 금속 용융물의 양은 분명히 감소될 수 있다. 침투하는 금속 용융물의 양은 감수된다. 그런 다음 그 침투한 양은 바로 슬루스 챔버(132)의 영역에서 롤러 핀(124)으로부터 채널 형태의 유출구(134) 내로 떨어지며, 그에 따라 즉시 용기(110) 내 용융 욕으로 다시 공급된다. 이와 같은 방식으로 매우 효과적으로, 유지보수 작업 없이도, 공격적인 금속 용융물(200)로부터 베어링 챔버(142)를 보호할 수 있고 특히 베어링(144)을 보호할 수 있다.
도 3은 본 발명에 대한 제2 실시예를 도시하고 있다. 도 3은, 본질적으로 롤러 핀(124)을 둘러싸는 추가 슬루스 챔버(152)를 포함하는 추가 슬루스(150)가 베어링 챔버와 도 2로부터 알 수 있는 슬루스 사이에 배치된다는 점에서 도 2에 도시한 제1 실시예와 차이가 있다. 제2 슬루스는 침투하는 금속 용융물에 대향하여 베어링 챔버의 차폐를 재차 개선시킨다. 다시 말해 추가 슬루스(150)는 다이빙 벨 형태의 슬루스(130)와 함께 캐스케이드 형태의 실링을 나타낸다. 추가 슬루스 챔버(152)는 기체 매체와 관련하여 베어링 챔버(142) 및 슬루스 챔버(132)와 바람직하게는 서로 연통되는 방식으로 형성된다. 이런 연통은 립 실링(154)에 의해 베어링 챔버(142)로부터 추가의 슬루스 챔버(152)로 제공되는 기체 매체의 흐름 방향으로 국한된다. 립 실링(154)은 롤러 핀(124) 상의 플랜지(125)에 견고하게 장착된다. 그러므로 롤러 핀 및 롤러의 회전 시에 립 실링(154)은 도 3에 도시한 실시예의 경우 함께 회전하며, 이때 베어링 하우징(143)의 돌출부(147) 상에서 활주한다. 또한, 링 실링이 핀의 회전 운동을 바탕으로 100% 완벽한 기밀성을 나타내지 않으면서, 특히 추가 슬루스 챔버(152)로부터 슬루스 챔버(132)로 기체 매체의 제한된 흐름을 가능하게 함에도, 추가 슬루스 챔버(152)와 슬루스 챔버(132) 사이의 분리 벽부는 롤러 핀(124) 쪽을 향해 링 실링으로 밀봉된다.
슬루스(130)와는 다르게, 추가 슬루스(150)는, 핀 측의 실링에서의 밀봉 누출을 제외하고라도, 추가 슬루스 챔버(152)와 슬루스 챔버(132) 사이의 전환 영역에서, 침투하는 금속 용융물(200)에 대향하여 분리된다. 특히 추가 슬루스(150)는 용융물(200)을 향해 개방되는 유출구를 포함하는 다이빙 벨로서 제공되지 않는다. 그 대신에 그 추가 슬루스는 추가 슬루스 챔버를 향해 개방된 포집 용기(158)를 포함하며, 이런 포집 용기 내에서는 슬루스(130)를 통과할 수 있었던 금속 용융물이 포집될 수 있다. 따라서 추가 슬루스 챔버(152)로부터 베어링 챔버(142) 내로 롤러 핀(124) 상에서 금속 용융물이 계속 조금씩 침투하는 점은 최소한 립 실링(154)이 고정되어 있는 상기 플랜지(125)에 의해 억제된다. 그런 점에서 추가 슬루스(150)에 의해 립 실링(154)과 상호 작용하면서 베어링 챔버(142) 내로 금속 용융물(200)이 침투하는 점으로부터 추가적인 보호가 제공된다.
만일 샤프트 핀(124)에, 샤프트, 예컨대 구동 샤프트가 축방향으로 결합되어 있어야 한다면, 권장되는 점에 따라 예컨대 분리 조인트(17) 형태의 경계면은 슬루스 챔버(132) 영역에 배치하며, 더욱 바람직하게는 통로(136)로부터 훨씬 더 이격되기 때문에 추가 슬루스 챔버(152)의 영역에 배치한다. 이와 같은 방식으로 액상 금속(200)의 침투에 의해 민감한 분리 조인트가 접착되거나, 또는 오염되는 점은 방지될 수 있다.
슬루스(130)와 롤러 본체(122) 사이에는, 기체 분리 부재(160)가 제공된다. 이런 기체 분리 부재는 마찬가지로 용융물(200) 내에 잠겨 있다. 기체 분리 부재는 슬루스 챔버(132)로부터 유출되어 접촉식 링 실링(139)을 지나 금속 용융물(200) 내로 누출될 수 있는 극미한 양의 기체 매체를 포집하는 역할을 한다. 기체 분리 부재(160)는 벨 모양으로 형성되고, 상승관(162)을 포함한다. 이 상승관을 통해서는 기체 매체가 금속 용융물로부터 배출될 수 있다. 다시 기체 매체는 상승관(162)으로부터 주변 공기로 배출될 수 있거나, 또는 용기(여기서는 미도시)에 포집되고, 지정된 시점에 재공급을 위한 수단(170)을 통해 베어링 챔버(142)로 공급된다. 마지막에 언급한 대안은 기체 매체에 대한 밀폐된 순환로를 나타내며, 그에 따라 특히 환경 친화적이다. 기체 분리 부재(160)의 벽부와 롤러 핀(124)의 돌출부(123) 내지 그 롤러 핀(124) 자체의 표면 사이에 형성되는 통로는, 본 발명에 따라, 어떠한 기체 매체도 기체 분리 부재 외부의 금속 용융물(200) 내에 도달하지 못하도록 형성된다.
베어링 챔버(142), 추가 슬루스 챔버(152) 및 슬루스 챔버(132) 내 기체 압력은 바람직하게는 압력계(M)에 의해 감시되고, 제어 회로(여기서는 미도시)에 의해 제어되며, 바람직하게는 일정하게 유지된다. 그에 따라 이런 제어 회로에서는 베어링 챔버(142)에 기체 매체를 공급하기 위한 수단(170)은 펌프 내지 액추에이터로서 기능한다.
기체 매체용 순환로는 도 4에 상세하게 도시되어 있다. 기체 매체(N2)는 기체 압력(P1)을 보유하면서 탱크(174)에 저장된다. 스로틀 밸브(182)를 통해 기체 매체의 압력은 특히 베어링 챔버(142)에서 필요한 것과 같은 작동 압력으로 조정된다. 그런 다음 기체 매체는 베어링 챔버(142)로부터 경우에 따라 중간에 개재된 추가 슬루스 챔버(132)를 통해 슬루스 챔버(152)로 유입되고, 그런 다음 샤프트 통로(136)를 통해 기체 분리 부재(160)로 유입된다. 기체 분리 부재 내 기체 압력(P3)은 슬루스 챔버(152) 내 기체 압력과 다를 수 있다. 그런 기체 압력(P3)은 제2 스로틀 밸브(163)를 통해 조정된다. 상승관(162)은, 회수되는 오염된 기체 매체가 포집되는 용기(171) 내로 개방되어 있다. 이에, 기체 분리 부재(160) 내 기체가 압력 강하를 바탕으로 용기(171) 내로 상승할 수 있도록 하기 위해, 그 기체 분리 부재(160) 내 기체 압력(P3)은 개별 중간 압력으로서 용기(171) 내 기체 압력(P4)보다 더욱 크게 조정되어야 한다.
용기(171) 및 탱크(174)는 다수 기체 순환로의 공동 부재로서, 동시에 포집 용기로서 이용될 수 있다. 그런 다음, 금속 용융물의 다양한 깊이에 위치하는 또 다른 롤러들의 베어링부들에 각각 배치될 수도 있는 기체 분리 부재들의 경우, 용기(171)에서보다 더욱 높은 압력(P3)이 각각 조정되어야 한다. 용기(171)는 세척을 목적으로 맨홀(9)을 포함한다. 기체 순환로는 용기(171)와 탱크(174) 간의 연결부에 의해 폐쇄되되, 이런 연결부는 회수될 기체 매체를 정화하기 위한 필터(172)와 기체 매체를 탱크(174) 및 모든 순환로로 펌핑 하기 위한 펌프(173)를 포함한다. 기체 순환로에서 경우에 따라 발생하는 기체 손실은 용융 도금 장치(100)의 기체망, 특히 질소망으로부터, 또는 저장 탱크(175)로부터 보충된다. 그리고 용기(171) 및 탱크(174) 내에서의 압력은 압력계(M)에 의해 감시될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 용융 도금 장치에 대한 제3 실시예를 도시하고 있다. 베어링들(144)을 포함하는 베어링 챔버(142)와 롤러 본체(122) 사이에는 슬루스 챔버(132) 및 기체 분리 부재(160)가 배치된다. 슬루스 챔버(132)는 다이빙 벨로서 형성된다. 슬루스 챔버(132)와 기체 분리 부재(160) 사이의 분리 벽부(138)의 핀 측 단부에는 유도 실링(137')이 장착된다. 이런 유도 실링은 본질적으로 롤러 핀(124)에 대해 동축으로 권선되고 전류가 통하는 도체를 포함하는 코일로 구성된다. 이처럼 전류가 통하는 도체에 의해 유도되는 자계는 기체 분리 부재(160)로부터 슬루스 챔버(32) 내로 금속 용융물(200)이 유입되는 것을 억제한다. 도 5에서 부재 번호 x는 금속 용융물의 용탕 레벨을 지시한다. 유도 실링과 롤러 핀(124) 사이의 갭(Sp)은 챔버(132)로부터 기체 분리 부재(160) 내로 이어지는 기체 통로를 범위 한정한다.

Claims (20)

  1. 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100)로서,
    상기 금속 용융물(200)을 위한 용기(110)와;
    금속 스트립이 금속 용융물을 통과할 시에 그 금속 스트립을 편향시키거나, 또는 안정화시키기 위해 금속 용융물 내에 잠겨 있고, 롤러 본체(122) 및 롤러 핀(124)을 포함하는 롤러(120)와;
    슬루스 챔버(132)로 상기 롤러 핀(124)을 둘러싸는 슬루스(130)와; 그리고
    상기 금속 용융물(200)에 대해 상기 슬루스 챔버를 밀봉하기 위해 상기 슬루스 챔버(132)에 기체 압력을 갖는 기체 매체(N2)를 공급하기 위한 수단(170);을 포함하는 상기 용융 도금 장치(100)에 있어서,
    상기 슬루스 챔버(132)를 포함하는 슬루스는 상기 금속 용융물(200) 내에 잠겨 있으며, 그리고
    상기 슬루스 챔버(132)는 상기 금속 용융물(200)에 잠기고 유출구(134)를 포함하는 다이빙 벨의 형태로 형성되며, 이 유출구(134)는 상기 금속 용융물 쪽으로 개방된 채널 형태인 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  2. 제1항에 있어서, 지지 암(105)에서 롤러 핀을 지지하기 위해 상기 롤러 핀(124) 상에 제공되는 베어링(144)을 포함하는 베어링 챔버(142)가 구성되되, 이 베어링 챔버(142)는 기체 매체(N2)와 관련하여 상기 슬루스 챔버(132)와 연통되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  3. 제2항에 있어서, 상기 베어링 챔버(142) 내에는 롤러 핀과 그에 따라 롤러 본체를 회전시키기 위한 구동 장치가 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 베어링 챔버는 슬루스 챔버와 일치하거나, 또는 그 슬루스 챔버로부터 분리되어 형성되되, 분리되어 형성되는 경우 슬루스 챔버(132)는 상기 베어링 챔버(142)와 상기 롤러 본체(122) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 추가 슬루스(150)가 상기 롤러 핀(124)을 둘러싸는 추가 슬루스 챔버(152)를 포함하며 베어링 챔버와 롤러 본체 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  6. 제5항에 있어서, 상기 추가 슬루스 챔버(152)는 기체 매체(N2)와 관련하여 상기 슬루스 챔버(132)와, 또는 상기 베어링 챔버(142)와, 또는 상기 슬루스 챔버 및 상기 베어링 챔버와 서로 연통되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 인접한 두 챔버(132, 142, 152) 사이에는 립 실링(154)이 제공되되, 이 립 실링은 기체 매체를 적어도 일측 흐름 방향으로 통과시키고 그 반대 방향에서는 특히 금속 용융물용 체크 밸브로서 기능하거나, 또는 링 갭(136)이 기체 통로용 두 챔버들의 공동 벽부 내 제공되는 개구부의 가장자리와 롤러 핀의 외경부 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  8. 제7항에 있어서, 상기 추가 슬루스 챔버(152)는 예컨대 링 갭의 형태로 발생하는 밀봉 누출을 제외하고는 상기 금속 용융물(200)에 대향하여 그리고 기체 매체(N2)를 위해 밀폐되며, 그리고 경우에 따라 밀봉 누출에 의해 추가 슬루스 챔버(152)로 침투하는 금속 용융물용 포집 용기(158)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 슬루스 챔버(132) 또는 추가 슬루스 챔버(152)의 벽부로서 금속 용융물(200)에 노출되는 벽부(138)는 유연하게, 예컨대 멤브레인으로서 형성되고, 상기 벽부 내 개구부의 가장자리로서 상기 롤러 핀을 향해 있는 가장자리는 접촉 실링(139)으로서 형성되되, 이런 접촉 실링은 상기 슬루스 챔버(132) 또는 상기 추가 슬루스 챔버(152) 내 상승한 기체 압력에 의해 금속 용융물 내 주변 압력에 대향하여 롤러 축에 대해 평행하게 상기 롤러 본체(122) 쪽에 밀착되거나, 또는 상기 롤러 핀의 돌출부(123) 쪽에 밀착되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 용융물(200)과 상기 슬루스 챔버(132) 또는 추가 슬루스 챔버(152) 사이의 전환 영역을 밀봉하기 위해 유도 실링이 제공되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버들(132, 142, 152)로부터 금속 용융물 내로 배출되는 기체 매체(N2)를 포집하기 위해 기체 분리 부재(160)가 제공되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  12. 제11항에 있어서, 기체 순환 시스템이 제공되되, 상기 기체 분리 부재(160)에 의해 포집된 기체 매체(N2)는 공급용 수단(170)을 통해 다시 챔버들 내로 공급되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  13. 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 기체 매체(N2)가 상기 슬루스 챔버(132) 또는 상기 추가 슬루스 챔버(152)에 도달하기 전에 우선 베어링 챔버(142) 내에서 베어링(144)을 통과하여 그 베어링 챔버(142) 내로 유입될 수 있도록, 기체 매체를 공급하기 위한 수단(170)이 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬루스 챔버(132) 내, 또는 상기 추가 슬루스 챔버(152) 내, 또는 상기 베어링 챔버(142) 내의 기체 압력을 제어하기 위한, 특히 일정하게 유지하기 위한 제어 회로가 제공되되, 상기 챔버들 중 적어도 하나의 챔버 내 기체 압력은 압력계(M)에 의해 감시되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물(200)로 금속 스트립을 코팅하기 위한 용융 도금 장치(100).
  15. 롤러 본체(122) 및 롤러 핀(124)을 구비하는 롤러(120)와, 슬루스 챔버(132) 로써 상기 롤러 핀(124)을 둘러싸는 적어도 하나의 슬루스(130)를 포함하는 용융 도금 장치(100)를 작동시키기 위한 방법으로서,
    금속 용융물(200)을 통해 금속 스트립을 안내하는 단계와;
    상기 롤러(120)를 이용하여 금속 용융물 내에서 금속 스트립을 편향시키거나, 또는 안정화시키는 단계와; 그리고
    상기 금속 용융물(200)에 대해 슬루스 챔버를 밀봉하기 위해 상기 슬루스 챔버(132) 내로 기체 압력을 보유하는 기체 매체(N2)를 공급하는 단계;를 포함하는 상기 작동 방법에 있어서,
    슬루스 챔버 내 기체 압력을 통해, 다이빙 벨로서 형성된 슬루스 챔버(132)의 채널 형태이고 금속 용융물 내에 잠겨 있는 개방 유출구(134)로부터 상기 금속 용융물(200)을 적어도 부분적으로 밀어내면서 변위시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 도금 장치(100)를 작동시키기 위한 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 기체 매체(N2)는, 베어링 챔버로부터 적어도 하나의 슬루스 챔버(132, 152) 내로 계속 흐를 수 있도록 하기 위해, 우선 베어링 챔버(142) 내로 안내되는 것을 특징으로 하는 용융 도금 장치(100)를 작동시키기 위한 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 기체 매체(N2)는 상기 슬루스 챔버들(152, 132) 중 일측의 슬루스 챔버로부터 상기 금속 용융물(200) 내로 배출되고, 그 금속 용융물에서 포집되는 것을 특징으로 하는 용융 도금 장치(100)를 작동시키기 위한 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 포집된 기체 매체(N2)는 상기 베어링 챔버(142)로, 또는 상기 슬루스 챔버들(132, 152) 중 일측의 슬루스 챔버로 다시 공급되는 것을 특징으로 하는 용융 도금 장치(100)를 작동시키기 위한 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 슬루스 챔버(132)와 금속 용융물(200) 사이의 전환 영역에 제공되는 실링(139)은 슬루스 챔버 내 기체 압력을 바탕으로 롤러 축(R)에 대해 평행한 힘으로 롤러 본체(122)에, 또는 롤러 핀의 돌출부(123)에 밀착되는 것을 특징으로 하는 용융 도금 장치(100)를 작동시키기 위한 방법.
  20. 제17항에 있어서, 침지 롤러를 포함하는 크로스멤버(103)는, 하부 방향을 향해 개방된 슬루스 챔버들이 아연욕 내에 균일하게 잠기는 것을 보장할 수 있도록 하기 위해, 리프팅 장치(102, 104)를 통해 아연 욕으로부터 상승되거나, 또는 그 아연 욕 쪽으로 하강될 수 있는 것을 특징으로 하는 용융 도금 장치(100)를 작동시키기 위한 방법.
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