KR20110074487A

KR20110074487A - 연속강판 통판장치와 이를 포함하는 강판표면 처리장치 및, 강판 표면 처리방법

Info

Publication number: KR20110074487A
Application number: KR1020100135051A
Authority: KR
Inventors: 이동열; 엄문종; 김경보; 정용화; 정우성; 곽영진; 김태엽; 남경훈; 이상철; 박상훈; 남양우
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2011-06-30
Also published as: EP2516694B1; EP2516694A2; US8926756B2; JP2013515596A; US20120273459A1; EP2516694A4; WO2011078626A3; CN102666913A; JP5597722B2; JP2015037779A; CN102666913B; WO2011078626A2; KR101180246B1; JP5903462B2

Abstract

강판의 (고속) 통판을 안내하면서 강판의 실링을 효과적으로 구현하여 진공분위기에서의 강판의 표면처리(코팅)가 안정적으로 수행되도록 한 연속강판 통판장치와 이를 포함하는 강판표면 처리장치 및, 강판표면 처리방법이 제공된다.
본 발명의 연속강판 통판장치는 그 구성일예로서, 진행 강판의 두께변화에 대응하면서 강판을 통판시키는 상,하부 실링롤 및, 상기 강판의 폭 변화에 대응하면서 상기 실링롤과 협력하여 쳄버벽을 통과하는 강판을 포위상태로 실링토록 제공되는 강판 실링수단을 포함하여 강판 실링형으로 제공되거나, 강판이 내부를 통과하고 쳄버를 관통하여 설치된 실링 케이싱 및, 상기 실링 케이싱의 적어도 일측에 강판의 폭변화에 대응하면서 강판과 케이싱간 틈새를 실링토록 제공되는 강판 마스킹수단을 포함하여 강판 마스킹형으로 제공될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 진공압 손실이 적고 진공 유지를 위한 진공펌핑량도 적어 운영 비용을 절감 가능하게 하는 한편, 특히 진공분위기의 확보로 강판의 표면 에칭이나 (증착) 코팅 등을 안정적으로 수행되도록 하는 개선된 효과를 제공하는 것이다.

Description

연속강판 통판장치와 이를 포함하는 강판표면 처리장치 및, 강판 표면 처리방법{Strip Passing Apparatus and Apparatus for Treating Surface of The Strip using The Same, and Method for Treating Surface of The Strip}

본 발명은 연속강판 통판장치와 이를 포함하는 강판표면 처리장치 및, 강판 표면 처리방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 진행되는 강판 주변의 긴밀한 실링을 구현하는 동시에, 대기압과 차압공간 및 진공공간 사이의 공기입자 흐름압력에 따라 강판을 실링하거나 마스킹하여 적정한 강판 실링을 가능하게 하여, 진공 분위기에서의 강판 표면처리가 안정적으로 수행되도록 한 연속강판 통판장치와 이를 포함하는 강판표면 처리장치 및, 강판 표면 처리방법에 관한 것이다.

최근 반도체산업, 디스플레이 산업, 정보전자 산업, 태양광 관련 산업 또는 IT 부품산업에서 진공증착을 이용한 표면처리나 코팅은 고품질의 제품이나 특수한 용도의 제품 생산의 한 방법으로 이용되고 있다.

특히, 이와 같은 진공 증착은 금속, 플라스틱, 유리 등 피도체와 상관없이 적용은 가능하나, 대부분의 증착공정은 고진공의 분위기에서 진행되므로 장시간의 공정시간과 증착공정에 의한 증발물질의 과다소모와 같은 문제가 있었다.

한편, 플라스틱 필름(plastic film)이나 강판 코일(strip coil)의 표면 처리시 진공공정(증착)은 생산속도와 연속적인 피도체의 특성상 단속적으로 진행하기가 힘들어 전체의 플라스틱 필름이나 강판코일을 진공 쳄버(chamber)에 삽입하여 진공 하에서 공정을 진행하는 진공-대-진공(vacuum-to-vacuum) 방식이 있으나, 진정한 의미의 연속공정이라 할 수 없고, 표면처리가 된 제품의 단가도 높은 문제가 있다.

따라서, 통상 외부 대기 중에서 권취된 강판을 실링(밀봉)기구를 이용해서 연속적으로 진공 분위기를 유지하는 쳄버 내부로 진공 압력의 손실없이 통판시키고, 연속적인 진공증착 후에 대기중에서 재 권취하는 공정에 대한 연구가 진행되고 있다.

예를 들어, 강판의 연속 통판을 안내하는 통판 장치이면서, 동시에 진공 쳄버의 진공압이 손실되지 않도록, 강판을 실링상태로 연속 통판시키는 것이 진공 분위기에서 연속강판의 표면을 처리하는 공정에서 중요한 기술적 부분이다.

한편, 이와 같은 대기압에서 진공분위기(공간)로 강판을 연속(고속) 통판하면서 진공유지를 구현하는 실링장치나 기구들은 일부 알려져 있다.

그러나, 알려진 종래 대부분의 실링장치나 기구들은, 실링롤이나, 케이싱 구조 또는 다단으로 실링롤이나 케이싱을 배열하여 강판을 실링하면서 진공분위기를 유지하도록 하는 것인데, 대부분 강판의 두께나 폭의 변화에 적정하게 대응하지 못하기 때문에, 다양한 규격(폭)을 갖는 연속 진행되는 강판의 표면처리에 적용하기에는 어려운 문제들이 있었다.

또한, 실제 강판의 실링성도 완전하지 않아, 진공유지를 위하여는 쳄버내 진공 펌핑 능력을 높이거나 적어도 계속 유지해야 하기 때문에, 장치나 기구 가동시 과도한 비용이 필요하여 비경제적인 것이 대부분이다.

한편, 다분할 구조로 하여 공기의 흐름 저항력을 점차 증진시키는 공기의 흐름저항(flow resist) 방식의 실링기구도 알려져 있지만, 실제 대기압과 차압공간사이에서 사용하기에는 실링효율이 낮아, 이 경우에도 지속적인 진공 펌핑을 유지해야 하는 문제가 있었다.

더하여, 종래의 다른 방식(형태)으로 여러 개의 실링롤 들을 다단으로 지그제그의 배열(배치)을 통하여 통판되는 강판의 실링성을 유지하기도 하지만, 이 경우 강판의 폭변화에 대해 적절한 대응을 하기가 힘들고 실링성 유지를 위해 실링기구간에 매우 좁은 틈을 구현하기 위한 장치나 기구의 정밀구조와 제작이 상당히 어려워져서, 실제 라인에 적용하기에는 비용면에서 부담이 크고, 유지 보수도 어렵고, 실링성도 미흡한 것이었다.

따라서, 앞에서 설명한 종래의 여러 실링장치나 기구들은, 대부분 강판의 두께나 폭 변화에 원활하게 대응하기 어려운 구조이고, 특히 진공유지를 위해서 많은 진공펌핑을 유지해야 하기 때문에, 비경제적인 에너지 소모가 상당한 것은 물론, 실제 라인 구축시 그 실효성이 적은 문제들이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 진행되는 강판 주변의 긴밀한 실링을 구현하는 동시에, 대기압과 차압공간 및 진공공간 사이의 공기입자 흐름압력에 따라 강판을 실링하거나 마스킹하여 적정한 강판 실링을 가능하게 하여, 진공 분위기에서의 강판 표면처리는 안정적으로 수행되도록 한 연속강판 통판장치와 이를 포함하는 강판표면 처리장치 및, 강판 표면 처리방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면의 일 실시예로서 본 발명은, 진행 강판의 두께 변화에 대응하면서 강판을 통판시키도록 제공된 상,하부 실링롤; 및,

진행 강판의 폭 변화에 대응하면서 상기 실링롤들과 협력하여 쳄버를 통과하는 진행 강판을 포위상태로 실링토록 제공되는 강판 실링수단;

을 포함하여 강판 실링형으로 구성된 연속강판 통판장치를 제공한다.

더하여, 기술적인 일측면의 다른 실시예로서 본 발명은, 강판이 내부를 통과하고 쳄버를 관통하여 설치된 실링 케이싱; 및,

상기 실링 케이싱의 적어도 일측에 강판의 폭 변화에 대응하면서 강판과 케이싱간 틈새를 마스킹하도록 제공된 강판 마스킹수단;

을 포함하여 강판 마스킹형으로 구성된 연속강판 통판장치를 제공한다.

또한, 기술적인 다른 측면으로서 본 발명은, 점성류 영역과 중간 영역 중 적어도 어느 하나의 영역에 배치되는 상기 강판 실링형의 연속강판 통판장치;

상기 중간영역과 분자류 영역 및 진공 영역 중 적어도 어느 하나의 영역에 배치되는 상기강판 마스킹형의 연속강판 통판장치; 및,

진공영역에 배치되는 강판표면 처리유닛;

을 포함하여 구성된 연속강판 통판장치를 포함하는 강판표면 처리장치를 제공한다.

더하여, 기술적인 또 다른 측면으로서 본 발명은, 외부 대기압과 차압공간 사이의 점성류 영역과 중간 영역중 적어도 하나의 영역에서는 강판을 포위 상태로 실링하면서 통판하고, 상기 차압공간과 진공공간 사이의 중간 영역과 분자류 영역 및 진공 영역 중 적어도 하나의 영역에서는 상기 강판을 마스킹하면서 통판하는 강판 통판 단계; 및,

통판되는 강판을 진공영역에서 표면 처리하는 강판표면 처리단계;

를 포함하여 구성된 강판표면 처리방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명의 연속강판 통판장치에 의하면, 강판의 연속 통판을 가능하게 하면서 특히, 진공 분위기로의 강판 진입시 강판 주변의 실링을 긴밀하게 유지하는 것을 가능하게 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 강판의 진공 분위기 진입시 진공압의 손실이 거의 없고,안정적인 진공유지를 위한 지속적이거나 과도한 진공펌핑이 필요 없어 비용을 줄일 수 있도록 하는 것이다.

특히, 본 발명은 점성류 영역(viscous flow region), 중간 영역(intermediate flow region), 분자류 영역(intermediate flow region) 및 진공영역 등을 구분하여 적절하게 강판을 실링하거나 마스킹하기 때문에, 장치 구조를 간소화하면서도 적정한 강판 실링을 구현하는 것이다.

따라서, 본 발명은 강판이 긴밀한 실링상태로 연속 통판되는 것을 가능하게 하면서, 강판의 표면처리(표면 에칭이나 증착 코팅 등)를 위한 진공 분위기는 안정적으로 유지되어 고속으로 연속의 진공증착 표면처리가 가능하게 하여, 강판제품의 표면처리 품질을 향상시킴과 동시에 생산성 향상에 의한 제조가격 저가화로 경제적으로도 우수한 고품질의 강판제품을 생산 가능하게 하는 것이다.

도 1은 도 2 내지 도 6에서 도시한 본 발명의 강판 실링형 및 마스킹형의 연속강판 통판장치를 포함하는 본 발명의 강판표면 처리장치의 전체 구성을 도시한 모식도
도 2는 대기압과 차압공간사이에서 강판의 통판을 안내하면서 실링을 유지하는 본 발명에 따른 강판 실링형의 연속 통판장치를 도시한 사시도이며,
도 3은 도 2의 본 발명 장치를 도시한 측면 구성도이고,
도 4는 도 2의 본 발명 장치를 도시한 정면 구성도이며,
도 5는 도 2의 본 발명 장치를 도시한 사시도이고,
도 6은 차압 공간과 진공 공간사이에 배치되는 본 발명의 강판 마스킹형의 연속 통판장치를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1에서는 본 발명에 따른 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)와, 강판 마스킹형의 연속강판 통판장치(100)를 포함하는 강판표면 처리장치(300)를 도시하고 있고, 도 2 내지 도 5에서는 상기 본 발명의 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)를 도시하고 있고, 도 6에서는 상기 본 발명의 강판 마스킹형의 연속강판 통판장치(100)를 도시하고 있다.

한편, 도 1에서와 같이, 본 발명의 강판표면 처리장치(300)는, 쳄버(구조물)(210)(230)(250)들과, 쳄버내에 포함되는 가이드롤(270)(290)들을 포함한다. 따라서, 고속 진행되는 강판은, 영역 A->B->C->B->A의 순서로 쳄버들을 통과하면서 적어도 진공이 안정적으로 유지되는 진공영역('C' 영역)에서 강판 에칭과, 증착 코팅 및, 냉각 중 적어도 강판 코팅의 표면처리가 이루어 지도록 한다.

이때, 도 1에서 도시한 바와 같이, 다음에 도 2 내지 도 5에서 상세하게 설명하는 본 발명의 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)는, 각각 공기입자의 흐름 압력에 따라 구분되는 알려진 점성류 영역(viscous flow region)(도 1의 'A' 영역)및/또는 중간 영역(intermediate flow region)에 배치되고, 다음의 도 6에서 상세하게 설명하는 본 발명의 강판 마스킹형의 연속강판 통판장치(100)는, 상기 중간 영역(intermediate flow region)(도 1의 A,B 사이영역일 수 있다)과 분자류 영역(molecular flow region)(도 1의 'B' 영역) 및 진공영역(도 1의 'C' 영역)중 적어도 중간-분자류 영역에 배치될 수 있다.

물론, 상기 각각의 강판 실링형과 마스킹형의 연속강판 통판장치(1)(100)들은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 다단(예를 들어 3단)으로 설치되는 것이 실링면에서 유리할 것이다..

한편, 1×10³mbar ~ 1×10⁰mbar 영역을 점성류영역(viscous flow region)이라하는데, 이와 같은 점성류 영역에서 공기의 유속과 유량은 전체적인 질량 흐름(mass flow)의 영향을 받아서 안정적인 실링(밀봉)을 위해서는 공기가 통과할 수 있는 체적(면적)을 줄이는 것이 중요하다.

따라서, 다음의 도 2내지 도 5에서 상세하게 설명하는 본 발명의 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)는 강판을 포위하여서 긴밀한 실링을 유지하기 때문에,실링성이 높아야 하는 상기와 같은 점성류 영역(도 1의 'A' 영역)에 배치하는 것이 바람직하나, 중간 영역에 배치하는 것도 가능하다.

한편, 1×10^-3mbar 이하의 압력에서는 공기분자가 매우 희박해 지기 때문에, 앞의 질량 흐름의 공기 유동이 아니라 공기분자 하나 하나가 유동되는 분자류 영역(molecular flow region)이 형성되고, 이 영역에서는 공기흐름을 방해하는 면적보다는 압력을 분리시킬 수 있는 긴 거리의 채널 구조만으로 실링(밀봉)이 가능하다.

또한, 1×10⁰mbar ~ 1×10^-3mbar의 영역은 점성류와 분자류의 특성을 동시에 나타내는 중간영역(intermediate flow region)로서, 이 영역에서는 공기분자의 통과면적을 줄이는 것과 저항통로를 길게 하는 방법을 동시에 사용하는 것이 바람직하다.

따라서, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 강판 마스킹형의 연속강판 통판장치(100)는, 중간 영역(예컨대, 도 1의 A,B 사이 영역일 수 있다)과 분자류 영역(B)에 여러 개를 배치하면서 간격을 길게 연장하는 형태로 쳄버 구조를 형성시키는 것이다. 물론, 도 1과 같이 진공영역(C)에 배치하는 것도 가능하다.

이와 같은 본 발명의 강판 마스킹형 통판장치(100)는, 도 1과 같이 실링롤이 구비되지 않기 때문에, 그 전,후측에 강판 텐션을 조정하는 가이드롤(270)들을 설치하는 것이 바람직하다. 도 1에서 도면부호 290은 강판의 진행 방향을 조정하는 가이드롤 보다는 큰 '디플렉터 롤'일 수 있다.

가장 바람직하게는 도 1에서 도시한 바와 같이, 연속 강판의 실링을 긴밀하게 유지하도록, 대기 하의 강판 진입과 인출 구간인 점성류 영역(A)에는 본 발명의 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)를 (다단으로 연이어) 배치하고, 상기 분자류 영역(B)고 그 사이의 중간 영역 및 진공영역(C)에서는, 본 발명의 강판 마스킹형의 연속강판 통판장치(100)를 긴 체널구조를 따라 (여러 개를) 배열 설치하는 것이다.

따라서, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 강판표면 처리장치(300)는, 외부 대기압과 차압 분위기 사이의 점성류 영역(A) 및/또는 중간 영역에 배치되는 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)와, 차압 분위기와 진공 분위기 사이의 중간 영역과 분자류 영역(B)과 진공영역(C) 중 적어도 분자류 영역에 배치되는 강판 마스킹형의 연속강판 통판장치(100) 및, 진공 분위기(C)에 배치되는 강판표면 처리유닛(310)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 본 발명의 강판표면 처리장치(300)에서 상기 강판표면 처리유닛(310)은, 도 1 에서 도시한 바와 같이, 강판 표면의 (증착) 코팅이 안정적으로 이루어 지도록 미리 강판의 표면을 플라즈마로 에칭하는 강판 에칭부(310a)와, 진공증착(PVD, CVD)으로 강판의 표면을 코팅하는 강판 코팅부(310b) 및, 표면이 코팅된 강판을 냉각하여 코팅부를 안정화하는 강판 냉각부(310c)로 구성될 수 있는데, 적어도 강판 코팅부(310b)만을 포함하는 것도 가능하다.

이때, 도 1과 같이, 강판표면 처리장치(300)에서 적어도 분자류 영역(B)과 진공영역(C)에는 진공 펌핑을 통하여 진공을 유지시키는 진공펌프가 쳄버 별로 배치되고, 장치 제어부(C)와 연동되는 펌핑유닛(PP)과 연결되어 제어 작동될 수 있다.

한편, 도 1에서, 플라즈마 등을 이용한 강판 에칭부(310a)와 증착을 통한 강판 코팅부(310b) 등은 알려져 있는데, 예를 들어 강판 에칭부는 플라즈마의 이온충돌 에너지를 이용하여 강판의 표면의 산화막을 제거하여 활성화를 시키거나 예열기구를 이용하여 강판을 예열하여 증착 코팅성을 향상시키는 것이다.

이하에서는, 본 발명의 강판 실링형 및 마스킹형의 연속강판 통판장치(1) (100)들에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 2 내지 도 5에서는 본 발명의 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)를 도시하고 있다.

예컨대, 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)는, 기본적으로 진행 강판(S)의 두께 변화에 대응하면서 강판을 통판시키는 상,하부 실링롤(10)(20) 및, 상기 강판(S)의 폭 변화에 대응하면서 상기 실링롤과 협력하여 쳄버(210)(벽)을 통과하는 강판을 포위하면서 실링토록 제공되는 강판 실링수단(50)을 포함하여 제공될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)는, 상기 상,하부 실링롤(10)(20)사이를 강판이 통과하면서 연속 통판(진행)을 구현하고, 상기 강판 실링수단(50)은, 상기 상,하부 실링롤과 협력하여 사방에서 강판을 포위하면서 긴밀한 실링을 구현할 수 있다.

따라서, 본 발명의 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)는, 바람직하게는 외부 대기압에 근접한 대기압과 차압공간사이의 점성류 영역인 'A' 영역에 배치하는 것이다.

더욱이, 본 발명의 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)는, 강판의 연속 통한 특히, 고속 통판을 가능하게 하면서도, 도 3 및 도 4와 같이, 상,하부 실링롤(10)(20)에 의한 강판의 두께변화 대응 및 강판 실링수단(50)을 통한 강판의 폭변화에 실시간으로 대응하면서 강판의 통판중 실링을 유지하기 때문에, 종래의 실링은 어느 정도 가능하나 강판 두께나 폭 변화에 대응하여서는 안정적인 실링은 유지하기 어려웠던 문제를 해소하는 것이다.

이때, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명 장치의 상기 상,하부 실링롤(10)(20)들은, 에칭이나 증착 코팅 등의 표면 처리가 구현되는 강판 진행경로(P)상에 회전 가능하게 배치되는 롤 하우징(30)에 각각 회전 구동되도록 설치되고, 이를 통하여 강판은 연속적으로 롤사이에서 맞물리면서 연속 통판될 수 있다.

바람직하게는, 상기 상,하부 실링롤(10)(20)중 적어도 상부 실링롤(10)을 상기 회전되는 롤 하우징(30)에 승강 가능하게 설치하면, 상기 롤 하우징(30)의 회전과 상부 실링롤(10)의 승강이 조합된다.

따라서, 도 3에서 도시한 바와 같이, 강판의 두께가 't1'에서 't2'로 증폭되면, 상기 상부 이송롤(10)은, 상부 이송롤의 승강으로 롤 축을 중심으로 'd' 만큼 상승되고, 롤 하우징의 회전으로 'θ' 만큼 회전되어, 상기 강판의 두께 변화에 대응하여 이동되는 것이다.

그리고, 도 2 에서 도시한 바와 같이, 상기 롤 하우징(30)은, 베이스(32)상에 곡면 구조로 안착되는데, 예를 들어 롤 하우징(30)의 하단에 형성된 제1 곡면(31a)과 베이스의 상부에 형성된 제2 곡면(31b)이 면접되고, 롤 하우징의 일측(바람직하게는 롤 축의 중심선을 중심으로)에는 베이스(32)에 연결되는 제1 구동원(34) 즉, 수직 구동실린더가 연결되어 있다.

따라서, 상기 수직 구동실린더의 제1 구동원(34)의 전진 또는 하강 작동에 따라, 상기 롤 하우징은 베이스에서 회전되는 것이고, 이때 회전 각도가 충분히 조정 가능하다.

또한, 상기 상부 실링롤(10)의 롤 축이 조립되는 베어링 블록인 롤 축수부(12)는 롤 하우징의 양측에서 가이드(13)로 지지되면서, 롤 하우징에 제공된 제2 구동원(36)과 연결되어 있다.

따라서, 상기 제2 구동원(36)의 작동에 따라 상기 상부 실링롤(10)은 강판의 두께 변환에 대응하여 하부 실링롤(20)과 협력하여 강판의 통판을 가능하게 한다.

이때, 바람직하게는 상기 제2 구동원(36)은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 롤 하우징의 상측에 배치된 구동모터(36a)와 연결되는 기어박스(36b)를 수직 관통하는 스크류바아(36c)가 롤 축수부(12)에 연결되어 있고, 따라서 상기 구동모터의 가동에 따라 롤 축수부와 일체로 상부 실링롤(10)은 롤 하우징에서 상승 또는 하강하게 된다.

한편, 상기 제2 구동원(36)은 별도로 도시하지 않았지만, 수직 구동실린더, 전기 액츄에이터 등의 사용도 가능함은 물론이다.

이때, 상기 구동모터 또는 수직 구동실린더는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명 장치에 구비되는 장치 제어부(C)와 상기 장치 제어부에 연계된 유,공압 공급유닛(PP)과 연계되어, 강판 두께에 대응하여 사실상 자동적으로 상부 실링롤의 이동을 제어할 수 있다.

또는, 바람직하게는 본 발명 장치에 인접하여 강판 두께를 감지하는 감지센서를 배치하고, 이를 본 발명 장치의 장치 제어부(C)에 연계하여 상부 이송롤의 이동 제어를 구현할 수 있을 것이다.

다음, 도 2 내지 도 5에서는 본 발명 장치에서 실질적으로 강판의 실링을 안정적으로 구현하도록 제공되는 본 발명 장치의 강판 실링수단(50)을 도시하고 있다.

상기 본 발명의 강판 실링수단(50)은, 기본적으로 앞에서 설명한 상,하부 실링롤(10)(20)사이에서 통판되는 강판(S)을 사방에서 포위하는데, 상기 상,하부 실링롤(10)(30)과 밀착은 유지되는 강판 상,하측의 제1,2 실링판(52)(54)과, 한쌍으로 조합되는 강판의 양측 상,하부의 제3,4 실링판(56)(58)을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명에서 상기 제1 내지 제4 실링판들은 상,하부 실링롤과의 밀착이 유지되면서, 강판의 두께 및 폭이 변화되어도 강판을 사방에서 포위하면서 안정적인 실링을 형성시킨다.

이때, 상기 제3,4 실링판(56)(58)들은, 고속 통판되는 강판 에지와 접촉되지 않고, 5-20 mm 정도의 적당한 간격은 유지하는 것이 바람직한데, 이는 고속 통판되는 강판 에지와 직접 접촉하는 경우, 통판 중인 강판의 미세한 좌우 움직임에 따라 실링판이 급속 부분 마모되거나 파손되어 실링의 특성이 파괴될 가능성이 있기 때문이다. 그러나, 실링판과 실링롤은 가이드 롤의 원주와 일정한 압력으로 (만곡의) 면접촉을 하기 때문에, 밀착을 유지시키어도 급속 마모의 문제는 없으며, 장기간 실링성을 유지한다.

다음, 이하에서는 상기 제1 내지 제4 실링판(52)(54)(56)(58)들에 대하여 살펴본다.

먼저, 도 2 내지 도 5와 같이, 상기 제1 실링판(52)은, 강판의 두께가 변화되면, 이에 대응하여 이동하는 상부 실링롤(10)과의 밀착은 유지하도록 쳄버(210)상에 제공된 제3 구동원(60)을 매개로 가이드(53)로서 지지되면서 가이드 롤의 중심축에 대해서 일정한 각도를 유지하면서 전후 이동되고, 상기 제2 실링판(54)은 쳄버(210)에 하부 실링롤(20)과의 밀착을 유지하도록 쳄버(210)에 수평하게 고정 설치된다.

이때, 도면에서는 제1 실링판이 거의 수평 이동하는 것으로 도시하였지만, 도 3과 같이, 실제로는 상기 상부 실링롤이 승강과 회전하기 때문에, 상기 제1 실링판은 경사지게 상부 실링롤에 선단부가 밀착되도록 하는 것이 더 바람직하다.

그리고, 실제로는 강판의 두께 변화시 상부 실링롤(10)만이 회전 및 승강되기 때문에, 상기 하부 실링롤(20)과 밀착되는 하측의 제2 실링판(54)은 고정 배치되어도 무방하다.

이때, 상기 제3 구동원(60)은 본 실시예에서는, 쳄버(210)측에 배치되는 수평 구동실린더로 도시하고 설명하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 실제 강판 두께의 변화 폭이 아주 크지 않기 때문에, 실린더 대신에 모터로서 구동되는 스크류바아나 전기 액츄에이터 등을 이용하는 형태일 수 있다.

다음, 도 2 내지 도 5와 같이, 강판 양측으로 좌우 한쌍이 조합되는 상부의 제3 실링판(56)과 하부의 제4 실링판(58)은 서로 밀착되지만 분리된 구조이고, 특히 강판 폭에 대응하여 통판되는 강판의 중심을 기점으로 서로 멀어지거나 좁아지면서, 통판되는 강판 에지와는 최소간격 예를 들어, 5∼20 mm 정도의 간격을 유지하도록 제공된다.

한편, 상기 제3,4 실링판(56)58)은 외측에 조립되는 실링판 하우징(62)과 연계되어 있고, 제4 구동원(64)을 매개로 강판의 폭 변화에 대응하여 좌우 이동토록 제공된다.

이때, 상기 제3 실링판(56)은, 앞에서 설명한 바와 같이, 제3 구동원으로 경사지게 전후 이동 가능하게 제공된 상기 제1 실링판(52)의 하부에 가이드수단(66)을 매개로 좌우 및 전후 이동 가능하게 연계되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 가이드수단(66)은, 상부의 제1 실링판(52)의 저면을 따라 연장 고정된 (단차진) 가이드(66a)와 상기 제3 실링판에 형성된 가이드 레일홈(66b)으로 구성될 수 있다.

따라서, 상기 제1 실링판(52)이 제3 구동원(60)을 매개로 상부 실링롤의 상승 및 회전시 전,후진 되면, 일체로 상기 제3 실링판(56)도 가이드수단(66)에 의하여 전,후진 하게 된다.

한편, 상기 가이드수단(66)의 가이드(66a)와 가이드 레일홈(66b)은 도면에서 도시한 것과는 반대로, 제3 실링판(56) 및 제1 실링판(52)에 각각 제공되는 것도 가능하다.

이경우, 제3 실링판의 좌우 이동시 제3 실링판의 가이드가 제1 실링판의 가이드 레일홈을 따라 이동할 수 있고, 다만 가이드는 제3 실링판의 상단에 돌출부 형태로 제공될 수 있다.

이때, 도 2 및 도 5와 같이, 상기 제3 실링판(56)은 실링판 하우징(62)에 전후 이동을 보상하면서 체결되는데, 실링판 하우징(62)을 관통한 체결볼트(67b)는 제3 실링판(56)에 형성된 장홈(67b)을 통과하여 너트(67c)로서 체결된다.

따라서, 제4 구동원(64)으로 좌우 이동되는 실링판 하우징(62)과 일체로 강판 양측의 제3 실링판(56)도 좌우로 이동되고, 이때 가이드수단(66)의 가이드 레일홈(66b)이 가이드(66a)을 따라 이동하고, 상기 제1 실링판의 전,후진 시에는 상기 가이드수단(66)을 매개로 제3 실링판(56)은 일체로 전,후진하게 된다.

이때, 도 5에서 도시한 바와 같이, 실링판 하우징(62)을 통하여 제3 실링판(56)의 장홈(67a)을 통과하여 너트(67c)로 체결되는 체결볼트(67b)는, 실링판 하우징과 일체로 제3 실링판(56)의 좌우 이동은 가능하게 하고, 앞에서 설명한 바와 같이 제3 실링판(56)의 전후 이동은 가이드수단(66)을 매개로 가능하게 된다.

한편 제어의 용이성과 실링의 효율성 재고를 위해 반드시 제1 실링판과 연동되어 동시에 전,후진 하는 것 외에, 따로 구동부를 두어서 제1 실링판과는 별개로 제3 실린판의 전,후진이 가능한 구조로 만들 수도 있다.

이때, 도 3 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 제3 실링판(56)에는 상기 가이드수단(66)의 가이드(66a)가 통과하는 모따기부분(절개부분)(62a)이 형성되는 것이 바람직한데, 상기 모따기부분(62a)은 실링판 하우징(62)의 상단에서 가이드수단이 통과하는 부분까지만 형성되는 것이다.

즉, 제3 실링판(56)이 제1 실링판(52)과 가이드수단(66)을 매개로 일체로 전진하는 경우, 제3 실링판(56)과 쳄버벽((210)사이에 틈새가 형성되는 것을 실링판 하우징(62)의 상단부분이 막아서 실링이 유지되도록 하는 것이다.

한편, 도 3과 같이, 제3 실링판(56)의 전진 폭은 사실상 크지 않기 때문에, 상기 실링판 하우징(62)의 상단 중앙에서 좌측으로 일부분을 절개하여 가이드수단(66)이 통과하는 모따기 부분(62a)을 형성하면 된다.

다음, 도 2, 도4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 제4 구동원(64)은, 강판의 양 측 하부로 한쌍의 제4 실링판(58)과 그 외부측에 밀착 배치되는 실링판 하우징(62)에 스크류가 형성된 체결블록(70)이 구비되고, 쳄버(210)(벽)에 고정된 모터(72)와 연결되면서 중앙을 기점으로 서로 반대방향의 스크류가 형성되는 2단 스크류바아(64a)(64b)로 제공될 수 있다.

이때, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 제4 구동원(64)인 모터 구동되는 2단 스크류바아의 중앙(강판 중앙에 대응)에는 서로 다른 방향으로 스크류가 형성된 부분을 연결하는 커플링(65)이 연결되어 있다.

따라서, 구동모터(72)가 작동하는 방향에 따라, 상기 제4 실링판(58)과 실링판 하우징(62) 및, 실링판 하우징에 볼트 및 장홈 구조로 체결된 제3 실링판(56)은 일체로 강판의 폭 변화에 대응하여 서로 좁아지거나 멀어지는 이동이 가능하게 된다.

이와 같은 제3,4 실링판과 실링판 하우징의 강판 폭에 대응하는 좌우 이동시, 상측의 제1 실링판(52)에 고정된 가이드수단(66)의 가이드(66a)는 앞에서 설명한 바와 같이, 제3 실링판의 가이드 레일홈(66b)과 실링판 하우징(62)의 모따기부분(62a)을 통과하여 제1 실링판은 이동하지 않고, 제3 실링판과 실링판 하우징의 좌우 이동만이 가능하다.

한편, 상기 제4 구동원을 도시한 바와 같이 스크류바아 대신에, 실링판 하우징과 연결되고 쳄버(210)에 수평 장착되는 수평 구동실린더로 사용하는 것도 가능하나, 제3,4 실링판의 좌우 이동이 서로 반대로 같은 길이로 대칭 이동하는 것이 필요하기 때문에, 2단 스크류바아를 이용하는 것이 가장 바람직하고, 다만 수평 구동실린더의 경우 상기 제4 실링판(64)은 실링판 하우징(62)과 연결 고정될 필요가 있다.

특히, 상기 실링판 하우징은 도 3과 같이, 적어도 제3 실링판(56)의 전진시 쳄버사이의 틈새를 밀폐시키도록 제1 실링판과 쳄버에 밀착되는 크기로 조정되는 것이 필요하고, 실링판 하우징의 선단부는 상,하부 실링롤과 직접 밀착되지 않는 크기로 조정되는 것도 가능하다.

다음, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 실링판 하우징(62)에 일단이 연결되고, 타단은 쳄버(210)에 연결되어 쳄버(210)에 형성된 강판 통과구(212)를 강판의 폭 변화에 대응하면서 실링하도록 하는 다단의 실링커버 예를 들면, 텔레스코프 실링수단(68)이 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 도 4와 같이, 강판 폭이 L1(강판 최소폭)에서 L2(강판 최대폭)로 변경되는 경우, 이에 맞추어 쳄버(210)의 강판 통과구(212)의 크기가 조정되므로, 제3,4 실링판이 강판 폭에 대응하여 서로 좁아지게 이동하면, 상기 쳄버의 강판 통과구(212)는 제3,4 실링판의 외측으로 틈새를 형성하고, 이때 다수개의 실링판이 절첩되는 구조인 텔레스코프 실링수단(68)은 팽창 및 겹쳐지면서, 강판의 폭 변화에 따른 쳄버의 강판 통과구를 밀폐시키어 실링을 유지시킨다.

다음, 도 5에서 도시한 바와 같이, 더 바람직하게는 상기 제1 내지 제4 실링판(52)(54)(56)(58)에서 상,하부 실링롤과 접촉되는 부분에는 내마모성과 윤활성을 갖춘 롤 밀착단(52a)(54a)(56a)(58a)이 별도로 제공되는 것이다. 또는 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 상기 실링판들의 롤 접촉부분에 스프링 등을 매개로 탄성 밀착되는 밀착단들을 설치하는 것이다.

즉, 상기 실링판 들의 롤 밀착단은 강판의 통판시 계속해서 실링롤과 밀착된 상태를 유지하기 때문에, 적어도 내마모성을 갖는 재질로 형성하거나, 더 바람직하게는 윤활성을 동시에 갖는 재질로 형성시키는 것이다.

예를 들어, 상기 제1 내지 제4 실링판들의 롤 밀착단(52a)(54a)(56a)(58a)들은폴리에틸렌(polyethylene),폴리프로필렌(polypropylene),MC나일론(nylone),PTFE(teflon,polytetrafluoroethylene)등의 유기고분자 물질에 그라피이트 (graphite)를 첨가하여, 내마모성을 제공하면서 윤활성을 강화시킨 재질로 형성시킬 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 제1 내지 제4 실링판의 선단부 즉, 밀착단들이 밀착되는 상,하부 실링롤(10)(20)의 재질과 표면조도도 밀착(실링) 효과를 제공하기 위하여 조정될 수 있는데, 예를 들어 상기 실링롤들은 스틸 재질로서 표면의 평균조도를 5 마이크론 이하로 하는 것이 바람직하다.

그러나, 가장 바람직하게는 실링롤의 표면 조도는 1 마이크론 이하로 관리하고, 표면의 경도는 HV 700~1000 이상으로 유지하는 것이고, 이를 위하여 실링롤은 제작시 열처리와 경질 크롬 도금이 적용되는 것이 바람직하다. 즉, 실링롤의 표면 조도와 경도는 사이에 밀착되어 통판되는 강판의 통판성 또는, 실링판들의 밀착 유지성에 영향을 주기 때문에, 상기 범위로 형성하는 것이 바람직할 것이다.

이에 따라서, 지금까지 설명한 도 1 내지 도 5에서 도시한 본 발명의 강판 실링형의 연속강판 통판장치(1)는, 대기압-차압공간 사이에서 강판을 사방에서 완전하게 포위하면서 특히 강판의 두께와 폭 변화에 동시에 대응하여 가동되기 때문에, 강판 실링성(대기와의 차단)이 매우 우수하고, 하나의 장치로서 강판의 두께와 폭의 변화를 모두 수용할 수 있는 것이다.

다음, 도 6에서는, 도 1에서 설명한 바와 같이, 중간 영역(A,B사이 영역), 분자류 영역('B' 영역)과 진공영역('C' 영역)중 적어도 분자류 영역에 설치되는 본 발명의 강판 마스킹형의 연속강판 통판장치(100)를 도시하고 있다.

한편, 이와 같은 본 발명의 강판 마스킹형의 연속강판 통판장치(100)는, 기본적으로 강판(10)이 내부를 통과하고, 쳄버를 관통하여 설치된 실링 케이싱(110) 과, 상기 실링 케이싱(110)의 적어도 일측에 강판의 폭변화에 대응하면서 강판과 케이싱간 틈새를 실링토록 제공되는 강판 마스킹수단(130)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 본 발명의 상기 실링 케이싱(110)은, 내측에 최대 두께의 강판이 통과하는 강판과의 간격이 0.5∼1mm 정도인 강판 통과구(112)가 형성되고, 차압공간과 진공공간 사이 즉, 분자류 영역측 쳄버(230)를 관통하여 고정되는 길게 신장된 박스 구조체로 제공될 수 있다.

그리고, 상기 강판 마스킹수단(130)은, 상기 실링 케이싱의 강판 통과구 (112)의 내측에 제5 구동원(132)을 매개로 강판의 폭 변화에 대응하면서 회동 가능하게 설치되는 (길게 신장된) 마스킹 플레이트로 제공될 수 있다.

바람직하게는, 상기 마스킹 플레이트의 강판 마스킹수단(130)은, 쳄버(230)에 관통 설치된 실링 케이싱(110)의 내측에 전후 및 좌우측으로 강판 인입과 출구를 향하여 4개가 배치되면서, 강판의 전,후측에서 강판과 케이싱 사이를 실링하는 것이다.

이때, 강판 에지와 강판 마스킹수단(130)인 마스킹 플레이트간 간격은 3∼20mm 정도를 유지시키는 것이 바람직하다. 즉, 고속 진행되는 강판 에지가 마스킹 플레이트(의 단부)와 직접 접촉하면 마스킹 플레이트의 마모가 심하기 때문에, 최소의 간격은 유지시키는 것이다.

한편, 상기 제5 구동원(132)은, 실링 케이싱의 외측 상부에 수직 설치된 모터(134) 및, 상기 모터(134)와 연결되면서 실링 케이싱의 상부면을 관통하여 삽입되는 회동축(136)을 포함하고, 상기 강판 마스킹수단(130)인 마스킹 플레이트는 상기 회동축(136)의 하단부에 연결되어 강판의 폭 변화에 따라 소정각도로 회동된다.

이때, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 마스킹 플레이트의 강판 마스킹 수단(130)은 그 단부에 상기 회동축(136)의 하단이 삽입되는 고정링(138a)이 일부 절개되고 케이싱의 내측 바닥에 조립되는 지지구(138b)의 내부에 안착되어 마스킹 플레이트는 일정하게 회동될 수 있다.

한편, 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 상기 실링 케이싱(110)에는 상기 회동축과 고정링 및 지지구의 조립을 위한 덮개가 구비되거나, 플랜지 조립형태로 분할 조립되는 구조로 제공될 수 있다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

1.... 강판실링형의 연속강판 통판장치10.... 상,하부 실링롤
30.... 회동형 롤 하우징 32.... 베이스
34.... 제1 구동원 36.... 제2 구동원
50.... 강판 실링수단 52,54,56,58.... 제1-4 실링판
60.... 제3 구동원 62.... 실링판 하우징
64.... 제4 구동원 66.... 가이드수단
68.... 텔레스코프 실링수단 70.... 체결블록
100.... 강판 마스킹형의 연속강판 통판장치
110.... 실링 케이싱 112.... 강판 통과구
130.... 강판 마스킹수단 132.... 제5 구동원
136.... 회동축 210,230.... 쳄버벽
300.... 강판표면 처리장치 310.... 강판표면 처리유닛
310a.... 강판 에칭부 310b.... 강판 코팅부
310c.... 강판 냉각부

Claims

진행 강판의 두께 변화에 대응하면서 강판을 통판시키도록 제공된 상,하부 실링롤; 및,
진행 강판의 폭 변화에 대응하면서 상기 실링롤들과 협력하여 쳄버를 통과하는 진행 강판을 포위상태로 실링토록 제공되는 강판 실링수단;
을 포함하여 강판 실링형으로 구성된 연속강판 통판장치.
제1항에 있어서,
상기 상,하부 실링롤은, 강판 진행경로 상에 회전 가능하게 배치된 롤 하우징에 강판을 통판토록 제공되고, 상기 상,하부 실링롤 중 적어도 상부 실링롤은 롤 하우징에 승강 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 연속강판 통판장치.
제2항에 있어서,
상기 롤 하우징은, 베이스상에 곡면 구조로 안착되고 베이스에 설치된 제1 구동원이 연결되어 베이스상에서 회전 가능하게 제공되고, 상기 상부 실링롤의 롤 축이 조립된 축수부에는 상부 실링롤의 승강을 가능토록 하우징에 제공된 제2 구동원이 연결된 것을 특징으로 하는 연속강판 통판장치.
제1항에 있어서,
상기 강판 실링수단은, 강판 상,하측에 배치되는 제1,2 실링판; 및,
강판 양측에 배치되고 한쌍으로 조합되는 제3,4 실링판;
을 포함하여 강판을 사방에서 포위하면서 실링토록 구성된 것을 특징으로 하는 연속강판 통판장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 실링판은, 강판의 두께 변화에 따라 승강되는 상부 실링롤과 밀착을 유지토록 쳄버상에 제공된 제3 구동원을 매개로 이동 가능하게 제공되고, 상기 제2 실링판은 하부 실링롤과 밀착을 유지토록 쳄버에 연계된 것을 특징으로 하는 연속강판 통판장치.
제4항에 있어서,
상기 제3 실링판과 제4 실링판에 연계되고 상기 제3 실링판의 전진 이동시 제3 실링판과 쳄버사이에서 형성되는 틈새를 밀폐토록 제공되는 실링판 하우징을 더 포함하고,
상기 제3,4 실링판과 실링판 하우징은 제4 구동원을 매개로 강판의 폭 변화에 대응토록 좌우 이동 가능하게 제공되며, 상기 제3 실링판은 상기 제1 실링판사이에 연결되는 가이드수단을 매개로 전후 및 좌우 이동 가능하게 제공된 것을 특징으로 하는 연속강판 통판장치.
제6항에 있어서,
상기 실링판 하우징에 연계되면서 쳄버에 형성된 강판 통과구를 강판의 폭 변화에 대응하여 실링토록 제공되는 텔레스코프 실링수단;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속강판 통판장치.
제6항에 있어서,
상기 제4 구동원은, 상기 제4 실링판과 실링판 하우징에 구비된 체결블록에 체결되고 쳄버측에 고정된 모터와 연결되면서 중앙을 기점으로 서로 반대방향의 스크류가 형성된 2단 스크류바아로 제공되어 한쌍으로 조합된 제3,4 실링판들은 강판의 폭 변화에 대응하여 서로 멀어지거나 좁아지도록 구성된 것을 특징으로 하는 연속강판 통판장치.
강판이 내부를 통과하고 쳄버를 관통하여 설치된 실링 케이싱; 및,
상기 실링 케이싱의 적어도 일측에 강판의 폭 변화에 대응하면서 강판과 케이싱간 틈새를 마스킹하도록 제공된 강판 마스킹수단;
을 포함하여 강판 마스킹형으로 구성된 연속강판 통판장치.
제9항에 있어서,
상기 실링 케이싱은, 내측에 강판 통과구가 형성되면서 쳄버를 관통하여 장착되는 박스체로 제공되고,
상기 강판 마스킹수단은, 강판의 폭 변화에 대응하여 제5 구동원을 매개로 강판과 실링 케이싱 사이에서 회전 가능하게 설치된 마스킹 플레이트로 제공되는 것을 특징으로 하는 연속강판 통판장치.
점성류 영역과 중간 영역 중 적어도 어느 하나의 영역에 배치되는 상기 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에서 기재된 강판 실링형의 연속강판 통판장치;
상기 중간영역과 분자류 영역과 진공 영역 중 적어도 어느 하나의 영역에 배치되는 상기 제9항 또는 제10항에서 기재된 강판 마스킹형의 연속강판 통판장치; 및,
진공영역에 배치되는 강판표면 처리유닛;
을 포함하여 구성된 연속강판 통판장치를 포함하는 강판표면 처리장치.
제11항에 있어서,
상기 강판표면 처리유닛은, 강판 에칭부, 강판 코팅부 및 강판 냉각부 중 적어도 강판 코팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판표면 처리장치.
외부 대기압과 차압공간 사이의 점성류 영역과 중간 영역중 적어도 어느 하나의 영역에서는 강판을 포위 상태로 실링하면서 통판하고, 상기 차압공간과 진공공간 사이의 중간 영역과 분자류 영역 및 진공 영역 중 적어도 어느 하나의 영역에서는 상기 강판을 마스킹하면서 통판하는 강판 통판 단계; 및,
통판되는 강판을 진공영역에서 표면 처리하는 강판표면 처리단계;
를 포함하여 구성된 강판표면 처리방법.
제13항에 있어서,
상기 강판을 포위 상태로 실링하면서 통판하는 단계에서는 상기 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에서 기재된 강판 실링형 연속강판 통판장치를 이용하고,
상기 강판을 마스킹하면서 통판하는 단계에서는, 상기 제10항 또는 제11항에서 기재된 강판 마스킹형 연속강판 통판장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 강판표면 처리방법.