KR20100074980A - 용융금속 도금강판의 제진장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용융금속 도금강판의 진동 방지장치에 관한 것으로, 용융금속이 도금된 도금강판의 폭방향으로 분할 설치되어 별개로 위치가 조절되는 다수의 분사노즐과; 제어신호에 따라 상기 다수의 분사노즐마다 별개로 위치를 이동시키는 구동부와; 상기 분사노즐과 도금강판 사이의 거리정보에 따라 상기 다수의 분사노즐의 위치가 이동되도록 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금설비의 제진장치가 제공된다.
용융아연도금설비(Continuous Galvanizing Line), 분사노즐, 제진장치, 송풍기
Description
본 발명은 연속 용융아연 도금설비와 같은 용융금속을 도금하는 설비에 있어서 용융아연 도금강판의 진동을 억제하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제진을 위한 공기를 분사하는 다수의 분사노즐을 도금강판의 폭 방향으로 분할 설치하고 용융아연 도금강판의 반곡에 대응하여 분사노즐과 도금강판 사이의 거리를 일정하게 제어하여함으로써 분사노즐과 도금강판 사이에 분사 공기의 정압대를 형성하고 강판의 진동을 효과적으로 억제하도록 개선된 용융금속 도금강판의 제진장치에 관한 것이다.
종래의 일반적인 연속 용융아연 도금설비(Continuous Galvanizing Line ; CGL)는 소둔로에서 열처리된 강판을 용융 상태의 아연이 담겨진 도금 욕조 내를 통과하면서 표면이 도금 처리된 제품을 생산하고 있다.
도 1은 종래의 용융아연 도금설비의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 용융아연 도금설비에 의한 도금공정은 대략 460℃ 정도로 열처리된 강판이 스나우트(1)를 통해 도금 욕조(3)로 안내되고 침지롤(2)에 의해 진행 방향이 전환되어 수 직 상향으로 통판되는 과정에 의해 수행되고 있다. 도금 욕조(3) 내의 용융 금속에 의해 표면이 도금된 도금강판(10)은 보조롤(12)에 의해 판진동이 감쇄된 후 도금 욕조(3)에서 인출되며, 이후 에어나이프(4)에 의해 도금량이 제어된다. 도금량이 제어된 상태의 도금강판(10)은 다시 가스제트 냉각장치(11)에 의한 냉각공정 및 후처리 공정을 거쳐 최종적으로 제품화된다.
도금 욕조(3)를 거쳐 용융아연이 도금된 도금강판(10)이 상부 롤까지 이송되는 동안 도금강판(10)의 진동이 발생하지 않도록 하는 것은 매우 중요한 과제이다. 도금강판(10)의 진동은 에어나이프(4)에 의한 도금량 제어 정밀도를 저하시켜 최종 제품의 품질을 떨어뜨린다. 그러나 실제로 용융아연 도금강판(10)은 여러 가지 요인에 의해 진동이 유발되고 있는데, 그 중에서도 주요한 요인으로는 강판이 도금 욕조(3)에서 침지롤(2)에 의해 진행 방향을 전환하는 과정중 침지롤(2)의 베어링이 편마모되어 침지롤(2)이 편심 회전함으로 인한 것이나, 도금 두께 제어시 에어 나이프의 대향 충돌 제트에 의한 압력 진동으로 인한 것을 들 수 있다. 또한 도금강판의 냉각을 위해 고속의 가스를 도금강판의 표면에 충돌시키는 것도 도금강판의 판 진동을 일으키는 주된 요인으로 알려져 있다. 이러한 요인들에 의해 판 진동이 발생하게 되면 가장 중요한 에어나이프의 도금량 정밀 제어 정도가 저하되어 도금 품질이 불량해지는 문제가 있다.
이러한 도금강판(10)의 진동을 방지하기 위해 제진장치(6)가 구비되어 있다.
판 진동을 제어함에 있어 가장 어려운 점은 도금강판의 형상이 폭 방향으로 편평하지 않고 C자형으로 휘어져 있는 반곡이 존재한다는 점이다.
도 3은 도금강판 반곡 형상을 나타낸 개략도로서, 도금강판 진행방향의 상부에서 바라본 도금강판 및 분사노즐(7)의 형상을 나타내고 있다. 도 3을 참조하면, 종래의 제진장치(6)는 도금강판(10)의 양쪽에 다수의 분사노즐(7)을 설치하고, 분사노즐(7)에서 분사되는 공기에 의해 정압을 형성함으로서 도금강판(10)의 진동을 제어하고 있다. 일반적으로 용융아연 도금 욕조에서 빠져 나온 도금강판(10)은 폭방향으로 굽힘응력을 받아 반곡 형상을 가지며 이에 따라 반곡 두께 이상으로 분사노즐(7)을 도금강판(10) 표면에서 이격된 위치에서 설치하여야 하는 제약이 따른다. 이 경우 노즐에서 분사되는 공기에 의해 강판 표면에 작용하는 압력은 거리에 반비례하여 감소하므로 도금강판(10)의 진동을 억제하는 표면 압력이 저하되는 것이다. 이 반곡 형상은 도금강판이 도금 욕조(3)를 통과할 때 침지롤(2) 및 보조롤(12)에 의해 굽힘과 펴짐이 반복되면서 폭 방향으로 굽힘 변형이 발생하기 때문에 유발되고 있다.
용융아연 도금공정중 판 진동을 최소화하기 위한 것으로 일본특허 1999-11350098호에는 강판에 롤을 접촉하여 조업 조건에 따라 롤의 회전속도를 제어하여 진동을 억제하는 방법이 제시된 바 있다. 그러나 이 방법은 조업 조건 및 강판의 위치를 정확히 파악하여 정밀하게 제어가 되지 않을 경우 강판에 흠을 내거나 오히려 강판의 진동을 증폭시키는 등의 부작용이 실제 조업 현장에서 자주 발생하고 있어 실효성이 적다. 이와 같이 실제로 도금강판(10)의 반곡 현상을 완전히 없애는 것은 공정상으로는 불가능하며, 가능하더라도 매우 고가의 비용이 소모되는 것이어서 실효성이 낮은 것이다.
이와 같은 도금강판(10)의 반곡 현상으로 인해 도금강판(10)과 분사노즐(7)간의 거리는 균일하게 유지될 수 없게 되어 문제이다. 분사노즐(7)에서 분사되는 공기에 의해 도금강판(10) 표면에 작용하는 압력은 분사노즐(7)과 도금강판(10)의 거리에 반비례하여 감소하게 되므로, 분사노즐(7)과 도금강판(10)의 거리가 큰 부분에서는 진동을 억제하기 위한 표면 압력의 수준에 미치지 못하게 되어 도금강판(10)의 진동을 효과적으로 억제하지 못하게 됨은 전술한 바와 같다. 뿐만 아니라 도금강판(10)의 폭방향으로 균일하지 않은 분사압력이 작용하고, 도금강판(10) 양쪽의 분사 압력에 차이가 발생하므로, 도금강판(10)의 진동을 원하는 수준으로 억제하기 어려운 문제가 발생하고 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 폭방향으로 분할 설치된 다수의 분사노즐의 위치를 별개로 제어하는 것에 의해 폭방향으로 반곡된 형상을 가진 용융금속 도금강판에 대하여도 진동을 효과적으로 억제할 수 있도록 개선된 진동 제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 용융금속 도금설비의 제진장치는 용융금속이 도금된 도금강판의 폭방향으로 분할 설치되어 별개로 위치가 조절되는 다수의 분사노즐과; 제어신호에 따라 상기 다수의 분사노즐마다 별개로 위치를 이동시키는 구동부와; 상기 분사노즐과 도금강판 사이의 거리정보에 따라 상기 다수의 분사노즐의 위치가 이동되도록 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제진장치는 제어신호에 따라 상기 다수의 분사노즐마다 별개로 분사가스 유량을 공급하는 송풍기를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 분사노즐과 도금강판 사이의 거리정보에 따라 상기 다수의 분사노즐로 공급되는 분사가스 유량이 조절되도록 상기 송풍기를 제어하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한 상기 제진장치는 상기 다수의 분사노즐 일측에 고정 설치되어 상기 분사노즐과 도금강판 사이의 거리를 측정하고, 측정된 거리정보를 상기 제어부로 전 송하는 거리센서를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 분사노즐은 상기 구동부의 구동에 의한 분사노즐의 이동을 안내하는 가이드구조가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 분사노즐은 상기 도금강판의 폭방향으로 적어도 5개 이상 분할 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 용융아연 도금강판 제진장치에 의하면, 다수의 분사노즐을 도금강판의 폭방향으로 분할 설치하고 분사노즐과 도금강판 사이의 거리를 일정하게 유지되도록 제어함으로서 반곡 형상의 도금강판에 대응하여 분사 공기의 정압대를 형성함으로서 도금강판의 진동을 효과적으로 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
이에 따라 에어나이프에 의한 도금량 제어를 정밀하게 수행하고 그 밖의 냉각공정, 후처리공정을 정확하게 수행할 수 있어 도금강판의 도금층 두께를 일정하게 제어하고 도금강판의 표면 품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 용융금속 도금강판 제진장치를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 용융금속 도금강판 제진장치의 작용효과를 설명하기 위한 개략도이다. 본 발명의 용융금속 도금강판 제진장치는 도금강판의 진행 방향으로 교대로 설치된 분사노즐(7)에 의해 공기를 분사하여 도금강판(10)에 고압의 정압대를 형성함으로서 도금강판(10)의 진동을 억제하도록 하는 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이 도금강판(10)의 양 측면에 교대로 설치된 분사노즐(7)은 중심부의 공기 분사속도에 비례하여 도금강판(10) 표면 위에 양압을 발생시키며, 이 양압은 분사노즐(7)과 도금강판(10) 사이의 거리가 가까울수록 증가한다. 이와 같이 도금강판(10) 표면에 작용하는 양압은 이동하는 도금강판(10)의 진동을 억제하는 효과를 발생하게 된다.
도 4는 본 발명의 도금강판 진동제어장치의 단면도, 도 5는 본 발명의 도금강판 진동제어장치를 구성하는 분사노즐의 사시도, 도 6은 본 발명의 도금강판 진동제어장치의 구성도이다.
이하에서는 도 4 및 도 6을 참조하여 본 발명의 용융금속 도금강판 제진장치를 설명한다.
본 발명의 용융금속 도금설비의 제진장치는 다수의 분사노즐(7)과, 구동부(13) 및 제어부(9)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 분사노즐(7)은 도금강판(10)의 진동을 방지하기 위한 공기를 도금강판(10)으로 분사하는 역할을 수행하는 점에 있어서는 기존의 것과 차이가 없으나, 도금강판(10)의 폭방향으로 다수개의 분사노즐(7)이 분할 설치되어 별개로 위치가 조절되는 것에 그 특징이 있다. 즉, 기존의 분사노즐(7)은 그 위치제어가 도금강판(10)의 폭방향에 따라 이루어지고 있지는 못하였으나 본 발명은 반곡 형상의 도금강판(10)에 대하여도 유효한 제진효과를 얻을 수 있도록 폭방향으로 다수의 분사노즐(7)을 분할하여 설치한 것이다.
도금강판(10)의 반곡 형상에 대응하여 원하는 진동방지 효과를 얻기 위해서 는 폭방향으로 분할하여 설치되는 분사노즐(7)의 갯수를 5개 이상으로 하는 것이 바람직하다.
상기 구동부(13)는 제어부(9)의 제어신호에 따라 상기 다수의 분사노즐(7)마다 별개로 위치를 이동시키는 역할을 수행한다. 구동부(13)는 일 예로 구동모터로 이루어질 수 있다. 구동모터의 구동에 의하여 상기 분사노즐(7)의 위치를 이동시키는 것은 공지된 기술에 의해 극히 용이하게 수행할 수 있는 사항이므로 그 상세한 기술은 생략하기로 한다.
상기 분사노즐(7)의 일측에는 거리센서(8)가 고정 설치되어 분사노즐(7)과 도금강판 사이의 거리를 측정하며, 상기 거리센서(8)는 측정된 거리 정보를 제어부(9)로 전송한다. 상기 거리센서(8)는 레이저 등의 광센서를 이용하여 거리를 측정하는 센서를 예로 들 수 있다.
제어부(9)는 거리센서(8)로부터 전송받은 거리 정보로부터 분사노즐(7)과 도금강판(10) 사이의 거리가 적정 범위 내에 속하는지를 판단한다. 일 예로 분사노즐(7)과 도금강판(10) 사이의 거리가 적정 수준보다 큰 것으로 판단되면 상기 제어부(9)는 구동부(13)를 제어하는 신호를 전송하며, 제어신호를 전송받은 구동부(13)에서는 상기 분사노즐(7)과 도금강판(10)의 거리가 줄어들도록 상기 분사노즐(7)의 위치를 이동시킨다. 상기 다수의 분사노즐(7)마다 거리센서(8)가 설치되어 있으며, 제어부(9)에서는 각각의 분사노즐(7)의 위치 정보를 거리센서(8)로부터 전송받아 실시간으로 모든 분사노즐(7)이 도금강판(10)과 적정 거리를 유지하도록 제어한다.
이 때, 상기 분사노즐(7) 일측에는 가이드 구조가 설치되어 분사노즐(7)의 이동을 안내하는 역할을 수행한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 분사노즐(7)의 일측에 형성된 가이드홀(21)에는 고정지지대(미도시)에 견고하게 고정 설치된 가이드바(20)가 삽입되어 지지되며, 이에 의해 분사노즐(7)은 가이드바(20)에 의해 상하 지지된 상태에서 분사 방향으로 수평 이동이 안내되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 용융금속 도금강판 제진장치는 도금강판(10)의 폭방향에 따라 위치를 능동적으로 가변할 수 있는 분사노즐(7)을 분리 설치함으로서 도금강판(10)의 반곡 형상 여부에 관계없이 항상 분사노즐(7)과 도금강판(10) 사이의 거리를 일정하게 유지하여 도금강판(10)의 진동을 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 분사노즐(7)의 후면에는 분사 공기를 공급받기 위한 배관이 연결되어 있으며, 상기 배관은 송풍기(15)와 연결되어 있다. 상기 송풍기(15)는 분사노즐(7)로 공기를 공급하는 역할을 수행한다.
이 때, 송풍기(15) 팬의 회전속도에 따라 분사노즐(7)로 공급하는 분사가스 유량이 결정되는데 제어부(9)에서는 각각의 분사노즐(7)마다 별개로 분사가스 유량이 공급될 수 있도록 상기 송풍기(15)를 제어하는 신호를 전송하여 팬의 회전속도를 조절한다. 일 예로, 거리센서(8)로부터 전송된 거리 정보로부터 도금강판(10)의 진동이 과다하게 발생하고 있는 것으로 판단되는 경우 제어부(9)에서는 송풍기(15) 팬의 회전속도가 증가되도록 제어하여 상기 분사노즐(7)로부터 분사가스의 유속을 증가시킬 수 있다. 한편, 도금강판(10)의 좌,우측으로 분사되는 공기의 유량은 유량 조절 댐퍼(14)에 의해 조절할 수 있다. 즉, 제어부(9)는 각각의 분사노즐(7) 챔 버 내의 압력에 연동하여 각 분사노즐(7)의 유량 조절 댐퍼를 개폐함으로써 분사 속도를 제어할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 용융금속 도금설비의 제진장치는 도금강판의 폭방향으로 분할 설치된 다수의 분사노즐들을 개별적으로 제어하고, 송풍기 팬의 회전속도나 유량조절 댐퍼의 개폐제어에 의해 분사노즐을 통해 분사되는 공기의 유속을 조절함으로서 반곡 형상의 도금강판 진동을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 용융아연 도금설비를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 도금강판 진동제어장치의 작용효과를 설명하기 위한 개략도.
도 3은 도금강판 반곡 형상을 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 도금강판 진동제어장치의 단면도.
도 5는 본 발명의 도금강판 진동제어장치를 구성하는 분사노즐의 사시도.
도 6은 본 발명의 도금강판 진동제어장치의 구성도.
♧ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♧
1 : 스나우트 2 : 침지롤 3 : 도금 욕조
4 : 에어나이프 5 : GA 합금화로 6 : 제진장치
7 : 분사노즐 8 : 거리센서 9 : 제어부
10 : 도금강판 11 : 가스제트 냉각장치 13 : 구동부
14 : 유량조절 댐퍼 15 : 송풍기
Claims (5)
- 용융금속이 도금된 도금강판의 폭방향으로 분할 설치되어 별개로 위치가 조절되는 다수의 분사노즐과;제어신호에 따라 상기 다수의 분사노즐마다 별개로 위치를 이동시키는 구동부와;상기 분사노즐과 도금강판 사이의 거리정보에 따라 상기 다수의 분사노즐의 위치가 이동되도록 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금설비의 제진장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 제진장치는 제어신호에 따라 상기 다수의 분사노즐마다 별개로 분사가스 유량을 공급하는 송풍기를 더 포함하여 구성되고,상기 제어부는 상기 분사노즐과 도금강판 사이의 거리정보에 따라 상기 다수의 분사노즐로 공급되는 분사가스 유량이 조절되도록 상기 송풍기를 제어하는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금설비의 제진장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제진장치는상기 다수의 분사노즐 일측에 고정 설치되어 상기 분사노즐과 도금강판 사이의 거리를 측정하고, 측정된 거리정보를 상기 제어부로 전송하는 거리센서를 더 포 함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용융금속 도금설비의 도금강판 진동제어장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 다수의 분사노즐은상기 구동부의 구동에 의한 분사노즐의 이동을 안내하는 가이드구조가 설치된 것을 특징으로 하는 용융금속 도금설비의 제진장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 다수의 분사노즐은상기 도금강판의 폭방향으로 적어도 5개 이상 분할 설치된 것을 특징으로 하는 용융금속 도금설비의 제진장치.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014003270A1 (ko) * | 2012-06-25 | 2014-01-03 | 주식회사 포스코 | 스트립 평탄도 유지 장치 |
| CN115058679A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-09-16 | 安徽省力通稀土钢缆有限公司 | 一种钢丝热镀锌锌层厚度控制装置 |
-
2008
- 2008-12-24 KR KR1020080133551A patent/KR20100074980A/ko not_active Application Discontinuation
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