KR20120065800A - 용융도금강판 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용융도금강판의 제조장치에 관한 것이다. 구체적으로는 도금욕조(10)를 통과한 강판에 형성된 도금층을 질소가스로 와이핑하도록 상기 도금욕조의 상측에 설치된 에어나이프(20)와, 상기 도금층의 표면에 산화피막이 형성되지 않도록 상기 에어나이프와 강판을 감싸 상기 질소가스로 불활성 분위기를 형성하는 챔버(100)를 포함하되, 상기 챔버의 상측에 형성된 강판 출구에는 질소의 유출을 최대한 방지하도록 강판의 폭 또는 흔들림에 따라 강판 출구를 막아 조정하는 출구조정수단(150)이 설치된 구조로 되어 있다. 이와같은 구성에 의하면, 질소가 충진되는 챔버의 높이를 낮추고 질소의 유출을 최대한 억제하여 질소 사용량을 줄이는 효과가 있다.
Description
본 발명은 용융도금강판 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도금욕조를 통과한 강판의 용융금속이 응고하는 동안 도금층 표면에 산화피막이 형성되지 않게 하여 강판의 표면품질을 높이는 용융도금강판 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 용융도금강판은 아연(Zn), 알루미늄(Al), 납(Pb) 등이 단독 혹은 2종 이상 혼합되거나, 여기에 안티몬(Sb), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 등이 적정 농도로 첨가되어 있는 용융상태의 도금욕에서 강판을 통과시키는 방법으로 제조한 도금강판을 말한다.
용융도금강판이 사용된 초기에는 대부분 건자재에 국한되어 사용되었기 때문에 도장성이 별 문제가 되지 않았지만, 아연욕에 알루미늄을 소량 첨가하여 가공성을 확보한 용융아연도금강판이 개발된 이후에는 용융도금강판 위에 도장처리를 하여 사용하는 경우가 크게 증가하였다. 특히, 자동차 및 가전용 용융도금강판은 표면외관이 균일하고 미려함과 동시에 고내식성 등이 요구되고 있다.
그러나 일반적인 방법으로 용융도금강판을 제조할 경우는 강판표면에 부착된 용융금속이 응고되는 시점에 대기중의 산소와 반응하게 됨으로써 도금층 표면에 산화피막이 생성하게 된다. 이 산화피막은 용융금속의 응고속도 및 응고특성을 불균일하게 하여 도금층 표면에 갖가지 결함들을 유발하게 되는데, 특히 흐름무늬(ripple mark)나 구름무늬와 같은 표면결함을 발생시켜 제품의 균일성, 평활성 및 광택도를 저하시킨다. 특히, 마그네슘, 티타늄, 알루미늄과 같이 강산화성 물질이 첨가된 아연계 도금욕에서는 산화피막의 생성정도가 심해진다. 따라서 도금강판의 내식성 및 미관향상을 위하여 표면을 도장할 때 미려하고 선영성이 우수한 도장면을 확보하기 어렵기 때문에 제품의 외관을 미려하게 할 수 있는 새로운 도금방법이 크게 요구되고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 방법으로 아연도금욕에서 인양된 강판의 도금부착량을 제어할 때에 대기중에 노출된 상태에서 기존의 공기를 사용한 에어와이핑 대신 질소가스를 사용한 와이핑을 실시하는 방법을 통해서, 아연의 산화반응을 감소시켜 보다 표면외관이 향상된 용융아연도금강판을 생산하는 기술이 실용화되고 있다.
한국공개특허 제2001-0058261(2001.07.05 공개)에서는, 도금욕조 상에 실링박스(sealing box)를 설치하고 실링박스 내부에 에어나이프를 통해 질소를 투입함으로써 실링박스 내에 분위기를 비산화성 분위기로 유지하여 표층에 산화피막이 형성되지 않게 하고 있으나, 이러한 방법은 실링박스의 내부에 질소를 투입하여 비산화성 분위기를 유지하기 때문에 아연의 증발이 매우 심하여 애쉬(ash)가 발생되는 문제점이 있고, 상기 애쉬(ash)는 에어나이프나 실링박스 내부에 응착하여 작업성을 떨어뜨리는 문제를 야기하며, 실링박스 내부에 에어나이프가 위치하기 때문에 조업자가 에어나이프의 상태를 파악할 수 없는 단점이 있다.
한편, 한국공개특허 제2004-0056082호에서는, 실링박스 내에 설치되는 에어나이프의 하부에 애쉬 제거를 위한 배기후드가 설치되고 아연도금욕조의 표면에 존재하는 애쉬 제거를 위한 메탈펌프가 설치되며, 에어나이프의 상태를 파악할 수 있는 관찰창이 실링박스에 설치되는 구조가 제시되어 있다.
그런데, 종래 용융도금강판 제조장치에서 에어나이프 주변의 불활성 분위기를 넓게 형성하여 강판 표면의 품질을 우수하게 하기 위해 실링박스의 높이를 높게 하였으나, 실제 현장에서 실링박스의 높이를 높게 하려면 에어나이프 상측에 설치된 합금화 가열장치 또는 강판 냉각용 에어 블로워 등의 장치와 간섭이 발생하여 실링박스의 높이를 높게 하는데 한계가 있으며, 실링박스의 높이를 높게 하면 박스 내부의 용적이 증가하여 충진해야 할 가스의 양이 증가하므로 고가의 질소가스 사용비가 증가하여 원가가 상승하게 된다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 질소가 충진되는 챔버의 높이를 낮추고 질소의 유출을 최대한 억제하여 질소 사용량을 줄이는 용융도금강판 제조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 용융도금강판 제조장치는, 도금욕조를 통과한 강판에 형성된 도금층을 질소가스로 와이핑하도록 상기 도금욕조의 상측에 설치된 에어나이프와, 상기 도금층의 표면에 산화피막이 형성되지 않도록 상기 에어나이프와 강판을 감싸 상기 질소가스로 불활성 분위기를 형성하는 챔버를 포함하되, 상기 챔버의 상측에 형성된 강판 출구에는 질소의 유출을 최대한 방지하도록 강판의 폭 또는 흔들림에 따라 강판 출구를 막아 조정하는 출구조정수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 챔버는 동일한 용적으로 그 높이가 낮아지도록 상측이 좁고 하측이 넓은 단면 형태로 이루어져 있다.
상기 챔버의 폭방향 측면에는 도어판이 개폐가능하도록 설치되어 있다.
상기 출구조정수단은, 상기 챔버의 강판출구에 설치된 이동판과, 상기 이동판을 구동하는 구동수단과, 상기 강판의 폭 또는 흔들림 상태를 감지하도록 상기 강판 출구에 설치된 센서와, 상기 센서의 신호에 따라 상기 구동수단을 제어하여 상기 이동판을 이동시키는 제어수단을 포함한다.
본 발명에 의한 용융도금강판 제조장치에 의하면, 챔버 내부의 질소 농도를 높게 유지하여 불활성 분위기 정도를 높여 강판 표면의 품질을 향상하고, 강판 표면이 챔버의 강판 출구면에 접촉되지 않게 이동판을 조정하여 강판 표면에 흠집이발생하지 않게 하며, 챔버 내부의 질소 가스가 챔버 외부로 누출되는 정도를 줄여 질소가스의 사용량을 절감하여 강판의 제조원가를 낮추는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 의한 용융도금강판 제조장치를 나타내는 개략 구성도(측면도),
도2는 본 발명에 의한 용융도금강판 제조장치의 구성 사시도,
도3은 도2의 챔버의 도어판의 개폐 작용상태도이다.
도2는 본 발명에 의한 용융도금강판 제조장치의 구성 사시도,
도3은 도2의 챔버의 도어판의 개폐 작용상태도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 용융도금강판 제조장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도시한 바와 같이, 도금욕조(10)의 상측에는 강판(1)의 도금부착량을 조절하도록 질소가스로 와이핑하는 에어나이프(20)가 설치되고, 상기 도금욕조(10)를 통과한 강판(1)과 상기 에어나이프(20)와 강판을 감싸 상기 질소가스로 불활성 분위리를 형성하는 챔버(100)가 설치된다.
도2는 본 발명에 의한 용융도금강판 제조장치의 구성 사시도이다. 도1 및 도2에서는 상기 에어나이프(20)에 질소가스를 공급하는 배관 등은 생략되어 있다.
상기 도금욕조(10)와 상기 에어나이프(20)는 일반적인 구조이므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 챔버(100)는 상기 도금욕조(10)의 상측에 도금욕조(10)의 길이방향을 따라 베이스판(110)이 설치되고, 상기 베이스판(110)의 길이방향 양단에 측판(120)(120')이 세워지고, 상기 베이스판(110)의 폭방향 측면에는 도어판(131)이 개폐가능케 설치되며, 상기 측판(120)(120')의 상측에는 강판 출구(S)를 이루는 출구 프레임(140)이 설치되며, 상기 출구 프레임(140)의 길이방향 양측에는 상기 강판 출구(S)를 통한 질소의 유출을 최대한 방지하도록 강판의 폭 또는 흔들림에 따라 상기 강판 출구(S)를 막아 조정하는 출구 조정수단(150)(150')이 각각 설치되어 있다.
본 실시예에서는 상기 강판 출구(S)의 중간을 통해 강판(1)이 이송되고, 상기 강판 출구(S)의 양측에 상기 출구 조정수단(150)(150')이 각각 설치된 구조로 되어 있으나, 상기 강판 출구(S)의 일측 끝에 상기 강판(1)이 맞추어지고 상기 강판 출구(S)의 타측에 하나의 출구 조정수단만 설치되는 구조로 구성되어 있을 수도 있다.
상기 강판(1)의 도금층에 흠집이 생기지 않도록 상기 강판(1)은 상기 출구 프레임(140)의 내면 또는 상기 출구 조정수단(150)(150')의 후술하는 이동판에 닿지 않게 이송되도록 조정된다.
상기 베이스판(110)은 상기 도금욕조(10)의 길이방향 양측에 걸쳐져 설치되며, 상기 베이스판(110)의 폭방향 중간에는 상기 강판(1)이 통과하도록 장공(111)이 베이스판(110)의 길이방향을 따라 길게 형성되어 있다. 상기 장공(110)의 크기는 상기 강판 출구(S)의 크기와 동일하게 형성된다.
상기 챔버(100)는 동일한 용적으로 그 높이가 낮아지도록 상측이 좁고 하측이 넓은 단면 형태로 되어 있는데, 이에 맞추어 상기 측판(120)(120')은 하측이 사각이고 상측이 사다리꼴로 형성되어 하측이 넓고 상측이 좁은 형태로 되어 있다.
상기 도어판(131)(131')은 상기 측판(120)(120')의 수직면에 맞추어져 챔버(100)를 막는 도어측판(132)에 경첩(133)을 매개로 회동가능케 설치되며, 챔버(100)의 길이방향을 따라 2개로 나누어져 있고, 도어판(131)(131')의 중간에는 손잡이(134)가 형성되어 있다. 상기 도어판(131)은 챔버(10)의 길이방향을 따라 하나로 형성되어 있을 수도 있다.
상기 챔버(100)의 길이방향 중간에는 상기 베이스판(110)과 상기 출구 프레임(140) 사이에 지지판(160)이 설치된다. 상기 지지판(160)은 상기 챔버(100)의 폭방향 양측에 설치된다.
상기 출구 프레임(140)은 사각봉이 직사각형을 이루는 형태로서, 그 길이방향 양측 상면에는 상기 출구 조정수단(150)(150)의 후술하는 이동판이 안내되도록 안내돌기띠(141)가 형성된다.
상기 출구조정수단(150)(150')은, 상기 챔버(100)의 강판출구(S) 양측에 슬라이딩 가능케 설치된 이동판(151)과, 상기 이동판(151)을 구동하는 구동수단(152)과, 상기 강판(1)의 폭 또는 흔들림 상태를 감지하도록 상기 강판 출구(S)에 설치된 다수의 센서(153)와, 상기 센서(153)의 신호에 따라 상기 구동수단(152)을 제어하여 상기 이동판(151)을 이동시키는 제어수단(154)으로 이루어진다.
상기 이동판(151)의 저면에는 상기 안내돌기띠(141)에 끼워져 안내되는 안내홈띠가 형성된다.
상기 구동수단(152)은 실린더 기구로 되어 있다. 상기 구동수단(152)은 랙 및 피니언 등의 동력전달수단을 매개로 상기 이동판(151)을 이동시키는 구동모터로 되어 있을 수도 있다. 상기 구동수단(152)의 실린더 기구는 상기 측판(120)(120')의 외측으로 돌출 형성된 지지대(170)(170')의 상측에 설치되어 있다.
상기 센서(153)는 상기 출구 프레임(140)의 측면에 설치되며 상기 강판(1)의 폭방향 양단에 맞추어 설치되는 근접센서, 광센서 등의 변위센서로 되어 있다. 상기 센서(153)는 제조되는 강판의 폭에 맞추어 상기 출구 프레임(140)의 길이방향을 따라 다수개가 설치된다. 이때 상기 센서(153)는 상기 이동판(152)에 간섭되지 않도록 상기 지지부재(153b)의 상단 내측에 센서본체(153a)가 설치된 형태로 되어 있다.
상기 제어수단(154)은 제어 컴퓨터로 되어 있으며, 상기 지지대(170) 등에 설치된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 용융도금강판의 제조장치에서, 도금욕조(10)을 통과하여 용융금속이 부착된 강판은 에어나이프(20)을 통해 분출되는 질소가스에 의해 와이핑되어 도금부착량이 조절되는데, 분출된 질소가스는 챔버(100)내에서 불활성 분위를 형성하므로 도금층의 표면에 산화피막이 형성되지 않게 한다.
이때, 센서(153)를 통해 강판(1)의 폭 또는 흔들림 상태가 감지되어 제어수단(154)에 전달되면, 상기 강판의 폭 또는 흔들림 상태에 따라 상기 구동수단(152)을 제어하여 이동판(151)을 이동시키는데, 강판(1)이 이동판(151)에 접촉되지 않는 한도내에서 강판 출구(S)를 최대한으로 막도록 이동판(151)의 이동을 제어한다.
따라서, 종래의 용융도금강판의 제조장치에 비해, 본 발명의 용융도금강판 제조장치는 챔버 내부의 질소 농도를 높게 유지하여 불활성 분위기 정도를 높여 강판 표면의 품질을 향상하고, 강판 표면이 챔버의 강판 출구면에 접촉되지 않게 이동판을 조정하므로 강판 표면에 흠집이 발생하지 않게 하며, 챔버 내부의 질소 가스가 챔버 외부로 누출되는 정도를 줄여 질소가스의 사용량을 절감하여 강판의 제조원가를 낮추게 되는 것이다.
한편, 도3에 도시한 바와 같이, 용융도금강판의 제조장치를 가동하지 않을 경우나 챔버(100) 내부의 점검을 할 경우에는 손잡이(134)를 잡고 도어판(131)을 화살표 방향으로 회동시켜 열게 된다. 이때, 상기 도어판(131)이 열리는 각도를 구속하도록 상기 도어측판(132)에는 스토퍼(도시안됨)가 설치될 수도 있다. 상기 도어판(131)은 실린더 또는 모터에 의해 자동으로 개폐할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능함은 물론이고, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 도금욕조 20 : 에어나이프
100 : 챔버 110 : 베이스판
120 : 측판 131 : 도어판
132 : 도어측판 133 : 경첩
134 : 손잡이 140 : 출구프레임
150 : 출구조정수단 151 : 이동판
152 : 구동수단 153 : 센서
154 : 제어수단 S : 강판출구
100 : 챔버 110 : 베이스판
120 : 측판 131 : 도어판
132 : 도어측판 133 : 경첩
134 : 손잡이 140 : 출구프레임
150 : 출구조정수단 151 : 이동판
152 : 구동수단 153 : 센서
154 : 제어수단 S : 강판출구
Claims (4)
- 도금욕조를 통과한 강판에 형성된 도금층을 질소가스로 와이핑하도록 상기 도금욕조의 상측에 설치된 에어나이프와, 상기 도금층의 표면에 산화피막이 형성되지 않도록 상기 에어나이프와 강판을 감싸 상기 질소가스로 불활성 분위기를 형성하는 챔버를 포함하되,
상기 챔버의 상측에 형성된 강판 출구에는 질소의 유출을 최대한 방지하도록 강판의 폭 또는 흔들림에 따라 강판 출구를 막아 조정하는 출구조정수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 용융도금강판의 제조장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 챔버는 동일한 용적으로 그 높이가 낮아지도록 상측이 좁고 하측이 넓은 단면 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 용융도금강판의 제조장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 챔버의 폭방향 측면에는 도어판이 개폐가능하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 용융도금강판의 제조장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 출구조정수단은,
상기 챔버의 강판출구에 설치된 이동판과,
상기 이동판을 구동하는 구동수단과,
상기 강판의 폭 또는 흔들림 상태를 감지하도록 상기 강판 출구에 설치된 센서와,
상기 센서의 신호에 따라 상기 구동수단을 제어하여 상기 이동판을 이동시키는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융도금강판의 제조장치.
Priority Applications (1)
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| KR1020100127108A KR101222346B1 (ko) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | 용융도금강판 제조장치 |
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| KR100723125B1 (ko) * | 2005-07-05 | 2007-05-30 | 주식회사 포스코 | 에어나이프 주변의 가스 포위장치 및 이를 이용한 강판의아연도금 방법 |
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2010
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