KR20120074157A

KR20120074157A - 스나우트내 오염원 제거장치

Info

Publication number: KR20120074157A
Application number: KR1020100136123A
Authority: KR
Inventors: 장태인; 권용훈; 김정국; 지창운
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-07-05
Also published as: US9133540B2; WO2012091391A3; CN103282535A; EP2659020A2; CN103282535B; EP2659020A4; KR101253894B1; MX2013006971A; JP5816701B2; MX337735B; WO2012091391A2; JP2014501336A; US20130180076A1

Abstract

강판 도금 특히, 강판의 아연 도금시 스나우트 내부의 오염원 제거를 용이토록 한 스나우트내 오염원 제거장치가 제공된다.
상기 스나우트 내 오염원 제거장치는 그 구성 일예로서, 가열로와 도금조 사이의 스나우트에 연계되는 하나 이상의 집진수단; 및, 상기 스나우트의 내측으로 자기장 변화를 구현하여 강판이나 설비 오염원을 비접촉상태로 집진수단으로 강제 유도토록 제공된 비접촉 유도수단을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 유도전류를 매개로 항력과 부양력 중 적어도 하나를 반자성체인 아연 또는 아연산화물의 아연재나 탕면측 드로스에 형성하여 강판이나 설비 오염원의 집진 제거를 용이하게 하는 한편, 적절한 집진은 물론, 스나우트의 내부 분위기는 안정적으로 유지시키어, 궁극적으로 아연재나 드로스 등에 의한 강판의 도금불량이나 설비 오염을 효과적으로 방지 가능하게 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

Description

스나우트내 오염원 제거장치{Apparatus for Removing Pollutant Source in Snout of Galvanizing Line}

본 발명은 강판의 도금 특히, 강판의 아연 도금시 스나우트 내부의 오염원 제거를 용이토록 한 스나우트내 오염원 제거장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 유도전류를 매개로 항력과 부양력을 반자성체인 아연 또는 아연산화물의 아연재나 탕면측 드로스에 형성하여 강판이나 설비 오염원의 집진 제거를 용이하게 하는 한편, 적정한 집진(최소의 집진)을 통하여 스나우트의 내부 분위기는 안정적으로 유지시키어, 궁극적으로 아연재나 드로스 등에 의한 강판의 도금불량이나 설비 오염을 효과적으로 방지 가능하게 한 스나우트내 오염원 제거장치에 대한 것이다.

도금강판 특히, 아연 도금 강판은 우수한 내식성을 바탕으로 일반 건축자재용을 비롯하여 미려한 표면관리가 요구되는 가전용 외판재 및 특히 자동차용 외판재로 그 사용범위가 확대되고 있다.

특히, 근래 그 사용량이 증대되는 칼라강판, 가전재 및 자동차 내, 외판 등의 용도에서는 내식성 못지 않게 표면특성이 매우 중요한 인자이고, 따라서 강판의 표면 도금 특히, 용융아연 도금강판의 수요자들은 엄격한 표면품질을 요구하고 있다.

한편, 도 1에서는 이와 같은 강판의 아연 도금 공정을 개략적으로 도시하고 있는데, 냉간 압연된 코일의 강판(100)이 페이오프 릴(미도시)과 용접기(미도시)를 통하여 연속 통판되면서, 잔류 응력을 제거하도록 가열로(110)에서 열처리 되고, 가열된 강판(100)은 아연도금에 적당한 온도로 유지되는 상태에서, 도금액 즉, 용융아연(130a)이 충진된 도금조(130)로 인입된다.

이때, 가열로(110)와 도금조(130)사이에 연계되는 설비는, 고온으로 열처리된 강판이 대기에 노출됨에 따른 표면산화를 방지하기 위하여 제공되는 스나우트(120)(snout)이다. 이와 같은 알려진 스나우트(120)의 내부에는 표면 산화에 의한 강판의 도금불량을 방지하기 위하여 분위기용 불활성가스가 충진될 수 있다.

그리고, 가열로(110), 스나우트(120) 및, 도금조(130)의 싱크롤(132)과 스테빌라이징 롤(134)들을 통과한 도금강판(100)은 도금조 직상부에 배치되는 에어나이프(140)에서 수요가가 원하는 도금량으로 조정된다.

그 다음, 도금량 조정작업이 완료된 도금강판은 조질압연기(미도시)를 거치고, 적정한 표면 조도 부여 및 형상교정을 거쳐 절단기(미도시)에서 절단된 후, 텐션 릴(미도시)에서 권취되어 최종 도금코일 제품으로 생산되는 것이다.

그런데, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 스나우트(120)의 내벽(내면)에는 증발한 아연증기(화살표)가 애쉬(ash)로 발전하여 누적 응축되는 아연재(130b)가 발생되는데, 이와 같이 증발된 아연재(130b)는 스나우트(120)의 내벽에 누적되면서 그 크기가 임계수준을 넘어서면, 도금조 용융아연(130a)의 탕면에 떨어져 부유하다가 도금되는 강판(100)의 표면에 부착되면서 표면 결함을 초래한다.

예컨대, 이와 같은 아연재는, 아연의 증발 및 응축과, 스나우트 내부 분위기 가스의 정체, 탕면의 강판 침적에 따른 파동 등과 같은 여러 요인으로, 아연의 증발로 발생되는데, 통상 Zn 또는 ZnO 화합물이다.

따라서, 아연재는 강판 오염원 즉, 강판 표면에 선상결함 및 미도금 등을 발생시키는 오염원이기 때문에, 고급 아연도금 제품에 있어서 치명적인 결함 요인이 되는 것이다.

한편, 이와 같은 스나우트 내부에서의 아연재 발생을 억제하거나 아연재를 제거하는 종래의 관련 기술들은 알려져 있는데, 예를 들어 아연의 증발을 근원적으로 억제하는 방법이나, 스나우트 내부의 용융아연 탕면의 면적을 감소시키는 방법 또는, 가스를 주입하거나 아연재나 아연증기를 집진하여 제거하는 집진 방식 등이다.

그러나, 이와 같은 종래의 아연재 문제를 해소하기 위한 알려진 기술들은, 아연재로 성장하는 아연의 증발을 제한하여 아연재가 스나우트의 내벽에 부착 성장하는 것을 효과적으로 방지하는 데에는 한계가 있었다.

특히, 아연재나 아연증기를 집진하여 제거하는 경우, 스나우트 내부에 유지되어야 하는 분위기 자체도 취약하게 되고, 스나우트 내부의 아연증기 또는 아연재를 효율적으로 집진하여 제거하기 위하여는 상당한 집진 능력을 갖추어야 하고, 이를 위하여는 가동 비용이 상당한 문제가 있었으며, 특히 아연재 제거효율도 높지 않은 실정이었다.

더하여, 스나우트 내부의 용융아연 탕면에서 분위기 또는 대기 중 공기(산소)와의 접촉으로 인한 산화물인 드로스(dross)가 형성되는데, 종래 집진을 통한 스나우트의 내부 아연재 제거방식으로는 드로스를 동시에 효과적으로 제거하는 것은 어려운 것이었다.

더욱이, 이와 같은 아연재나 드로스를 자기장 변화의 시변자계를 통한 유도전류를 매개로 반자성체인 아연 또는 아연 산화물의 아연재나 드로스에 항력과 부양력을 형성시키어 집진라인으로 강제 유도하여 제거하는 기술이 제안된 바는 없는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 유도전류를 매개로 항력과 부양력을 반자성체인 아연 또는 아연산화물의 아연재나 탕면측 드로스에 형성하여 강판이나 설비 오염원의 집진 제거를 용이하게 하는 한편, 적절한 집진은 물론, 스나우트의 내부 분위기는 안정적으로 유지시키어, 궁극적으로 아연재나 드로스 등에 의한 강판의 도금불량이나 설비 오염을 효과적으로 방지 가능하게 한 스나우트내 오염원 제거장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 가열로와 도금조 사이의 스나우트에 연계되는 하나 이상의 집진수단; 및,

상기 스나우트의 내측으로 자기장 변화를 구현하여 강판이나 설비 오염원을 비접촉상태로 집진수단으로 강제 유도토록 제공된 비접촉 유도수단;

을 포함하여 구성된 스나우트내 오염원 제거장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 강판 또는 설비 오염원은 전자석의 교류전류 인가 또는 영구자석의 회전시 발생되는 유도전류에 의한 항력과 부양력 중 적어도 어느 하나가 형성되는 반자성체인 아연 또는 아연산화물을 포함하고, 상기 집진수단은, 스나우트에 연결된 집진관과 상기 집진관과 연결된 집진라인으로 구성된 것이다.

더 바람직하게는, 상기 비접촉 유도수단은, 스나우트에 연결되는 집진수단의 집진관 주변으로 진행 강판의 적어도 일측에 배치되면서, 스나우트 내부의 오염원인 아연재와 드로스 중 적어도 하나를 집진관으로 비접촉 강제 유도토록 제공되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 비접촉 유도수단은, 상기 스나우트에 연결되는 집진수단의 집진관 주변으로 진행 강판의 적어도 일측에 다단으로 제공되어 스나우트 내부의 오염원인 아연재와 드로스를 집진관으로 비접촉 강제 유도토록 제공되는 것이다.

그리고, 상기 다단 비접촉 유도수단중 적어도 하단측 유도수단은 탕면 근처 또는 일부 침지되면서 배치되어 적어도 스나우트 내부의 오염원인 드로스를 집진관으로 비접촉 강제 유도토록 제공될 수 있다.

바람직하게는, 상기 비접촉 유도수단은, 서로 다른 극성을 갖는 영구자석이 회전체에 교대로 구비되어 스나우트 내부의 오염원인 아연재와 드로스 중 적어도 하나를 집진수단의 집진관으로 비접촉 강제 유도토록 제공되는 제1 비접촉 유도수단;을 포함하는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 제1 비접촉 유도수단의 상기 회전체는, 강판의 폭 방향으로 스나우트를 가로질러 구동모터로서 회전 가능하게 제공된 회전축; 및, 상기 회전축에 조립되고 상기 서로 다른 극성의 영구자석들이 교대로 장착되는 영구자석 장착부를 갖는 회전블록;를 포함하여 구성될 수 있다.

또는, 상기 비접촉 유도수단은, 단상 또는 3상의 교류전류가 인가되면서 발생되는 시변자계를 생성하는 전자석이 배열되어 스나우트 내부의 오염원인 아연재와 드로스 중 적어도 어느 하나를 집진수단의 집진관으로 비접촉 강제 유도토록 제공된 제2 비접촉 유도수단;을 포함하는 것이다.

그리고, 상기 제2 비접촉 유도수단은, 강판의 폭 방향으로 스나우트를 가로질러 배치되고 상기 전자석들이 배열 장착되는 중공 지지체; 및,상기 중공 지지체를 통하여 케이블로 전자석과 연계되는 펄스 폭 변조기;를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 스나우트의 내부로 상기 집진수단의 집진관 입구 주변으로 제공되는 유도용 가이드판; 및, 상기 비접촉 유도수단과 소정 간격을 유지하면서 포위되어 강판 또는 설비 오염원으로부터 비접촉 유도수단을 보호하는 절연 커버체;중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 스나우트의 내부에 제공된 다단의 비접촉 유도수단들 사이로 스나우트에 연결되는 제1 차단판 및, 상기 제1 차단판의 단부에 강판 진행방향으로 제공되는 제2 차단판중 적어도 제1 차단판;을 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 집진수단에 구비된 집진라인에는, 집진된 오염원의 유량을 감지하고 장치 제어부와 연계되는 유량센서가 구비되고, 상기 유량센서와 연계된 장치 제어부에는 비접촉 유도수단을 구성하는 제1 비접촉 유도수단측 구동모터와, 제2 비접촉 유도수단측 펄스 폭 변조기가 연계되어 오염원 집진량에 따라, 비접촉 유도수단의 가동을 제어토록 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 영구자석의 회전이나 전자석의 교류전류 펄스 인가를 통하여 시변자계에 의한 유도전류를 통하여, 스나우트 내부의 오염원인 반자성체의 아연재나 드로스 등의 강판 또는 설비 오염원을, 스나우트 내부에서 집진수단 측으로 비접촉상태로 강제 유도 가능하게 하기 때문에, 그 제거성을 향상시키는 것이다.

즉, 본 발명은 강판이나 설비 오염원인 아연재나 드로스의 제거가 안정적으로 유지되어 스나우트 내부의 청정성을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 무엇보다도 강판 오염원인 아연재나 드로스 제거를 통하여, 강판의 도금 품질을 적어도 안정적으로 유지 가능하게 하고, 특히 비접촉식으로 항력과 부양력을 매개로 오염원을 집진라인에 강제 유도하는 방식이므로 접촉에 따른 추가적인 부착 오염원 제거와 같은 번거로운 작업도 필요없는 것이다.

따라서, 본 발명은 근래 높은 도금 품질을 요구하는 자동차 강판용으로의 품질 확보를 가능하게 하는 것이다.

도 1은 종래 강판 도금 라인을 도시한 전체 구성도
도 2는 종래 스나우트의 내부에서 형성되는 아연재를 도시한 개략도
도 3은 본 발명에 따른 스나우트내 오염원 제거장치를 도시한 전체 구성도
도 4는 본 발명 장치의 비접촉 유도수단을 도시한 작동 상태도
도 5는 본 발명 장치에서 시변자계에 의한 유도전류를 통한 반자성체의 항력과 부양력 발생 원리를 설명하기 위하여 제시된 개략도
도 6은 본 발명 장치의 비접촉 유도수단의 사용상태를 도시한 사시도
도 7은 도 6의 본 발명 비접촉 유도수단의 다단 설치상태를 도시한 사시도
도 8은 본 발명 장치의 비접촉 유도수단의 조립 상태를 도시한 사시도
도 9는 본 발명장치의 비접촉 유도수단에서 영구자석을 이용한 유도수단을 도시한 분해 사시도
도 10은 전자석과 영구자석의 제1,2 비접촉 유도수단을 병합하여 도시한 구성도

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4에서는 본 발명에 따른 강판 도금 라인의 스나우트내 오염원 제거장치(1)를 도시하고 있다.

다만, 이하의 본 실시예에서는 도금라인을 아연도금라인으로 설명하고, 도금강판을 아연도금강판(100)으로 설명하며, 스나우트 내부에서 발생되는 아연 또는 아연산화물인 아연재(2a)와 탕면상의 드로스(2b)를 강판 또는 설비 오염원(2)으로 일괄하여 설명하되, 필요한 부분에서는 구분하여 설명한다.

그리고, 도 1에서 설명한 종래 기술과 동일한 구성부분은 100단위의 도면부호로 설명하되, 본 발명의 스나우트 관련 구성요소는 10단위의 도면부호로 설명한다.

먼저, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 아연도금라인의 스나우트의 오염원 제거장치(1)는, 그 구성 일예로서 가열로(100)(소둔로)와 도금조(130) 사이의 스나우트(10)에 연계되는 하나 이상의 집진수단(30); 및, 상기 스나우트(10)의 내측으로 자기장 변화를 구현하여 강판이나 설비 오염원을 비접촉상태로 집진수단으로 강제 유도하여 제거토록 제공된 비접촉 유도수단(50 또는 70)을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 도 3 및 도 4와 같이, 본 발명의 스나우트내 오염원 제거장치(1)는 스나우트 내부에 상기 비접촉 유도수단을 구비하기 때문에, 기존에 단순하게 집진관을 스나우트에 연결하고 집진을 통하여 아연재(2a) 등의 오염원(2)을 제거하는 것에 비하여, 상기 집진수단(30)의 집진관(32)으로 아연재(2a) 또는/및 탕면 상의 드로스(2b)를 강제 유도하여 그 제거효율을 높이도록 하는 것이다.

즉, 본 발명의 스나우트내 오염원 제거장치(1)는 스나우트의 내부에서 발생되는 아연 또는 아연 산화물인 아연재나 탕면 상에서 공기 접촉으로 생성되는 드로스(2b)의 제거효율을 극대화시키는 것을 가능하게 할 것이다.

예를 들어, 본 발명의 스나우트내 오염원 제거장치(1)의 경우에는 스나우트 내부의 청정성을 확보 가능하게 함으로써, 아연재(2a)나 드로스(2b)가 강판 표면에 부착되거나 싱크롤 등에 부착되면서, 강판의 도금불량, 표면결함이나. 설비 결함이 발생되지 않게 하는 것이다.

특히, 본 발명 장치의 상기 비접촉 유도수단은, 다음에 상세하게 설명하듯이, (전)자기장을 시간에 따라 변화시키는 시변자계(Time Traveling Magnetic Flux)를 통하여 유도전류를 매개로 오염원 특히, 아연이나 아연 산화물인 반자성체의 아연재나 드로스에 항력과 부양력을 동시에 형성시키어 비접촉식으로 집진라인(30)의 집진관(32)으로 강제 유도하도록 하여, 기존에 비하여 적정한 집진효율을 유지하면서 오염원 집진 제거성을 향상시키도록 하는 것이다.

즉, 도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명 장치(1)에서 스나우트 10)의 내부에서, 전자석의 단상 또는 3상의 교류전류 인가시 또는 영구자석의 회전시 반자성체 오염원(2)인 아연재(2a)나 탕면상의 드로스(2b)에 형성되는 항력(Drag Force)과 부양력(Levitation Force)중 적어도 어느 하나 또는 이들 모두를 이용하여 오염원(2)의 집진관 유도를 강제적으로 원활하게 하는 것이다.

한편, 도 5에서 도면부호 70은 다음에 상세하게 설명하는 전자석(72)을 이용한 제2 비접촉 유도수단을 나타내고, 도면부호 50은 서로 극성이 다른 영구 즉, N극(52a)과 S극(52b)이 교대로 배열되는 영구자석(52)을 이용하는 제1 비접촉 유도수단(50)을 나타낸다.

이때, 도 5에서는 본 발명에 따른 비접촉 유도수단 즉, 영구자석(52)을 포함하는 제1 비접촉 유도수단(50)과 전자석(72)을 포함하는 제2 비접촉 유도수단(70)를 이용하여 반자성체인 아연이나 아연산화물인 아연재(2a)나 드로스(2b)의 오염원(2)에 항력과 부양력을 형성하는 원리를 개략적으로 도시하고 있다.

즉, 도 5의 그래프에서, 영구자석(52)이 N극 영구자석(52b)과 S극 영구자석(52a)으로 교대로 배열되고, 이를 회전시키면 자기장이 시간에 따라 변화하는 시변자계로 유도전류가 생성되면서 반자성체 예를 들어, 아연(Zn),알루미늄(Al),구리(Cu) 등의 반자성체에 항력(Drag Force)과 부양력(Leviation Force)을 형성시킨다. 다만, 이경우 임계의 회전속도에 이르기 전까지 부양력 보다는 주로 항력을 형성시킨다.

더하여, 도 5와 같이, 전자석(72)에 교류전류를 펄스 폭 변조기(도 10의 78)를 이용하여 인가하는 경우 앞에서 설명한 반자성체에 항력과 부양력을 형성시킨다. 물론, 부양력 형성을 위하여는 적정한 교류전류의 인가가 필요하다.

즉, 이와 같은 항력과 부양력은 영구자석의 회전력을 증감하여 제어할 수 있고, 부양력은 전자석에 상당한 전류를 인가하지 않으면 미약하기는 하나, 적절한 크기의 교류전류를 인가시키면 부양력 형성과 그 제어도 충분히 가능한 것이다.

다음, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 상기 집진수단(30)은, 본 발명 스나우트(10)에 연결되는 집진관(32)과 상기 집진관과 연결된 집진라인(34)(suction line)으로 제공될 수 있다.

예를 들어, 도 3과 같이 본 발명의 비접촉 유도수단(50)(70)들이 상,하로 배치되는 경우, 상,하측으로 스나우트(10)의 양측에 각각 집진관(32)들이 상기 비접촉 유도수단에 근접하여 배치되고(반대로 집진관의 근처에 유도수단들을 배치하는 것일 수 있음), 상기 각각의 집진관에는 연결되는 각각의 집진라인(34)에는 탕면측의 드로스(2b)와 스나우트 상부에 증발된 아연재(2a)를 각각 집진하기 위한 각각 펌프(36)가 연결된다.

그리고, 상기 펌프를 통과하는 집진라인은 아연재나 드로스를 수집하여 재활용하는 수집조(38)가 연결될 수 있고, 각각의 집진라인(34)에는 유량센서(40) 들이 구비되어 집진(포집)되는 강판 또는 설비 오염원(2)인 아연재(2a)와 드로스(2b)의 집진량을 감지할 수 있다.

이때, 상기 유량센서(40)들은 각각 장치 제어부(C)와 연계되고, 상기 장치 제어부(C)는, 도 10에서 도시한 바와 같이, 제1 비접촉 유도수단(50)측의 구동모터(56)와, 제2 비접촉 유도수단(70)측의 전자석에 교류전류를 공급하는 펄스 폭 변조기(78)와 연계되어, 오염원 집진량에 따라 제1 또는 제2 비접촉 유도수단의 가동을 제어할 수 있다.

예컨대, 영구자석의 회전력을 증가하면 항력과 부양력이 증폭되고, 전자석에 인가되는 교류전류를 제어하면 항력과 부양력을 조정할수 있을 것이다.

따라서, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 스나우트내 오염원 제거장치(1)에서, 제1 및 제2 비접촉 유도수단(50)(70)으로 구성되는 비접촉 유도수단은, 스나우트(10)에 연결되는 집진수단(30)의 집진관(32) 주변으로 적어도 진행 강판의 양측에 배치되면서, 스나우트 내부에 형성되는 반자성체의 강판 또는 설비(싱크롤 등) 오염원인 아연재(2a)와 드로스(2b)중 적어도 어느 하나 또는 이들 모두를 상기 집진관으로 강제 유도하여 그 제거를 용이하게 하는 것이다.

이때, 항력은 회전하는 유도수단의 원주방향으로 형성되면서 오염원인 아연재나 드로스를 비접촉상태로 강제로 집진관으로 유도 견인하게 된다.

다음, 바람직하게는 영구자석을 포함하는 제1 비접촉 유도수단(50)의 경우 임계의 회전속도에 이르기 전까지 부양력 보다는 주로 항력을 형성시키므로, 스나우트(10)의 내부로 아연증기가 증발되어 응축 생성되는 아연재(2a)가 주로 모이는 상측에는 영구자석(52)을 포함하여 회전 구동되면서 임계 회전속도에 이르기 전까지는 주로 항력을 발생시키는 제1 비접촉 유도수단(50)을 배치하고, 하측으로 탕면측에는 전자석(72)을 포함하여 펄스 폭 변조기(78)에서 인가되는 단상 또는 3상의 교류전류 인가폭에 따라 항력과 함께 부양력도 발생시키는 제2 비접촉 유도수단(70)을 배치하여 탕면측 드로스(2b)의 강재 유도 제거를 구현하는 것이 가장 바람직할 것이다.

예를 들어, 도 4에서 도시한 바와 같이, 영구자석(52) 즉, N극 자석(52a)과 S극 영구자석(52b)들이 교대로 배열되는 본 발명의 제1 비접촉 유도수단(50)의 경우, 영구자석의 회전시 반자성체의 항력과 부양력이 발생되고, 따라서 아연증기의 고착물인 아연재(2a)는 항력(화살표)으로 집진관(32)에서 집진되고, 하측으로 탕면측 드로스(2b)도 항력과 부양력을 받아 집진관 측으로 원활하게 되는 것이다.

즉, 영구자석(52)을 포함하는 제1 비접촉 유도수단(50)에서는 임계 회전속도에 이르기 전까지는 주로 항력이 형성되고, 전자석(72)을 포함하는 제2 비접촉 유도수단(70)은 인가되는 고류 전류의 인가(PWM 변조)시 항력과 같이 부양력을 발생시키므로, 도 4와 같이 아연재(2a) 보다는 탕면측의 드로스(2b)의 제거를 용이하게 할 것이다.

더 바람직하게는, 도 3 및 도 7과 같이, 입도가 아연재 보다는 큰 드로스(2b)의 원활하게 집진관 측으로 유도하기 위하여는, 비접촉 유도수단(50 또는 70)을 일부가 탕면에 침지되는 형태로 배치하는 것인데, 이 경우 전자석의 제2 비접촉 유도수단(70)은 다음에 도 10에서 설명하듯이, 영구자석과는 다르게 회전 구동이 필요하지 않기 때문에, 탕면 유동을 발생시키지 않는다.

물론, 도 4와 같이, 영구자석(52)을 포함하는 제1 비접촉 유도수단(50)만을 용융아연에 침지시키지 않으면서 탕면 상에 근접시키고, 그 상,하측에 각각 집진관(32)을 위치시키면, 상기 제1 비접촉 유도수단(50)만으로도 아연재(2a)와 드로스(2b)의 오염원(2)의 강제 유도 제거를 가능하게 할 것이다.

다음, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 상기 스나우트(10)의 내측에 오염원 유도용 가이드판(80)을 배치하는 경우 더 바람직할 것이다.

즉, 상기 가이드판(80)은 선단부분이 만곡되어 호형의 가이드공간을 제공하고, 따라서 제1 비접촉 유도수단(50)의 회전시 영구자석의 회전으로 강판 또는 설비 오염원의 아연재(2a)에 항력이 형성되는 경우, 아연재는 가이드판의 만곡 선단부에 의하여 집진관(32) 측으로 더 효과적으로 유도 집진(제거)될 수 있다.

또한, 상기 가이드판(80)은 비접촉 유도수단의 회전시 원주방향으로 형성되는 항력을 차단하여 아연재가 항력에 영향을 받아 진행 강판측으로 비산(퍼지는)것을 차단하는 것도 가능하게 할것이다.

따라서, 바람직하게는 상기 가이드판(80)은 비접촉 유도수단(50)의 외연에 배치되고 스나우트 벽사이에 소정 간격으로 배치된 절연 커버체(90)에 거의 근접하게 만곡 선단부를 형성시키면, 아연재는 거의 100% 집진관으로 집진 제거될 것이다.

다음, 도 6 및 도 7에서는 도 4 및 도 3에서 도시한 본 발명의 제1,2 비접촉 유도수단(50)(70)의 스나우트(10)의 설치 상태를 사시도로 도시하고 있다. 다만, 도 7에서는 하측에 제1,2 비접촉 유도수단(50)(70)을 선택적으로 배치하는 것을 도시하였다.

에컨대, 본 발명 스나우트 내 오염원 제거장치(1)는 제1,2 비접촉 유도수단(50)(70) 중 적어도 하나를 포함하는 세트 구성장치로 제작하여, 도 6 및 도 7과 같이, 기존 스나우트 하측에 연계 설치할 수 있을 것이다.

한편, 도 3 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 스나우트내 오염원 제거장치(1)에서, 상기 스나우트(10)의 내부에 2단(다단)으로 제1,2 비접촉 유도수단(50)(70)을 배치하는 경우에는 스나우트(10)에서 수평하게 배치되는 제 차단판(12)을 더 제공하는 것이 바람직할 것이다.

이 경우 상기 제1 차단판(12)은 앞에서 설명한 바와 같이, 각각의 비접촉 유도수단에서 반자성체 오염원 즉, 아연재(2a)나 드로스(2b)에 항력과 부양력을 형성시키는 경우, 상기 항력과 부양력이 서로 간섭되는 것을 차단하는 역할을 할 것이다. 즉, 상,하측 항력 등이 서로 충돌하여 아연재 등이 스나우트 내부에서 비산되지 않게 하는 것이다.

더 바람직하게는 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 상기 제1 차단판(12)의 선단부에 수직한 제2 차단판(미도시)을 진행 강판에 대응하여 강판과 소정 간격을 가지도록 제공하면, 강판과 비접촉 유도수단 사이를 차단하여 오염원(2)인 아연재(2a) 또는 드로스(2b)의 집진관으로의 강제 유도(견인)를 더 용이하게 할 것이다.

다음, 도 8 내지 도 10에서는 지금까지 설명한 본 발명의 영구자석(52)을 포함하는 제1 비접촉 유도수단(50)을 각각 조립상태와 분해상태 및 설치상태로 도시하고 있다.

즉, 도 8 내지 도 10에서는, 서로 다른 N,S 극성을 갖는 영구자석(52a) (52b)들이 회전체(54)에 교대로 배열 장착되어 항력으로 반자성체 오염원(2)을 집진수단(30)의 집진관(32)으로 강제 유도토록 제공되는 제1 비접촉 유도수단(50)을 도시하고 있다.

다만, 도 10에서는 전자석(72)을 포함하는 제2 비접촉 유도수단(70)을 같은 설치상태도로 병기하고 있다.

이때, 상기 제1 비접촉 유도수단(50)의 회전체(54)는, 도 8 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 스나우트(10)의 내부를 통과하는 강판(100)의 폭 방향으로 스나우트(10)를 가로질러 일측에 구동모터(도 10의 56)로서 회전 가능하게 제공된 회전축(58)과, 상기 회전축(58)이 중앙의 조립구멍(62a)에 조립되고 상기 서로 다른 극성의 영구자석(52a)(52b)들이 교대로 장착되는 영구자석 장착부(60)를 갖는 회전블록(62)으로 구성된다.

한편, 도 10와 같이, 상기 회전축(58)의 양측에는 고정판(64)이 고정되면서 상기 영구자석들의 이탈을 방지하도록 한다.

따라서, 도 10과 같이, 스나우트(10)의 측벽에 수평 장착된 구동모터(56)의 구동시, 스나우트 벽에 베어링(미부호)로 회동토록 조립된 상기 회전체(54)의 회전축(58)과 일체로 회전블록(62)이 회전되고, 회전블록에 장착된 영구자석들은 일체로 회전 구동된다.

결국, 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 영구자석의 회전으로 도 5와 같은 시변자계를 통한 유도전류의 생성으로 반자성체인 오염원(2) 즉, 적어도 반자성체의 아연이나 아연산화물을 포함하는 아연재나 드로스에 항력과 부양력을 형성시키게 되고, 이는 비접촉상태로 강제 유도되도록 하는 것이다.

다음, 도 10에서 도시한 바와 같이, 단상 또는 3상의 교류전류가 인가되는 인가되는 전자석(72)이 배열 구비되어 항력과 부양력중 적어도 어느 하나 또는 이들 모두를 형성하여 오염원(2)인 아연재(2a)나 드로스(2b)를 집진관으로 강제 유도토록 하는 상기 제2 비접촉 유도수단(70)은, 강판(100)의 폭 방향으로 스나우트(10)를 가로질러 배치되고 상기 전자석(72)들이 배열 장착되는 중공 지지체(74)를 포함한다.

즉, 전자석을 이용하는 제2 비접촉 유도수단(70)의 경우, 영구자석과는 다르게 회전 구동시키지 않고, 상기 중공 지지체(74)의 내부 공간(74a)을 통하여 전자석(72)(도 5와 같이 다층의 전자석 들이 배열됨)과 케이블(76)을 통하여 연결된 펄스 폭 변조기(78)를 통하여 교류전류의 적절한 인가를 구현할 수 있다.

한편, 도 3 및 도 10에서 도시하고, 앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 스나우트내 오염원 제거장치(1)에서는, 집진된 아연재나 드로스의 집진량을 감지하여 강판의 통판 속도와 제1 비접촉 유도수단(50)의 구동모터(56)와 제2 비접촉 유도수단(70)의 펄스 폭 변조기(78)의 가동을 제어할 수 있는데, 예를 들어 도금공정의 강판 통판속도(라인속도)에 맞추어 제1 비접촉 유도수단(50)의 회전체(도 9의 4)의 회전속도를 셋트하고, 연속 강판의 용점위치후 200 m 지점에서 집진된 아연산화물인 오염원(2)의 아연재나 드로스의 집진량을 유량센서(도 3의 40)를 통하여 감지하고, 이를 도태로 집진 압력을 적정하게 유지하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명의 스나우트내 오염원 제거장치(1)는, 반자성체인 아연이나 아연산화물인 아연재(2a)나 드로스(2b)의 오염원(2)에 적정한 항력과 더하여 부양력을 형성하여 비접촉상태의 강제 유도(견인)이 구현되기 때문에, 최소의 집진력만으로도 오염원 제거효율은 극대화할 수 있다.

즉, 본 발명은 과도한 집진에 따른 비용 증대나 스나우트 내부의 분위기 저하를 방지하는 것도 가능하게 할 것이다.

무엇보다도, 본 발명은 아연재(2a)와 드로스(2b)와 같은 강판이나 설비 즉, 싱크롤 등의 설비 오염원에 의한 도금불량이나 싱크롤 등의 설비 오염을 미연에 효과적으로 방지하도록 하는 것이다. 즉, 궁극적으로 강판 도금 품질을 향상시키는 동시에, 설비의 청정성 확보로 수명도 연장시키는 것이다.

이때, 도 8 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 적어도 제1 비접촉 유도수단(50)의 회전체(54)의 외연에는 스나우트 측벽사이에 고정되어 소정 간격을 유지하는 커버체 특히, 아연입자가 부착되는 경우 제거를 용이하게 하고 항력 등의 원활한 형성을 위한 세라믹 커버체(90)를 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화 될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

1.... 스나우트내 오염원 제거장치
2.... 오염원(반자성체 아연이나 아연산화물)
2a.... 아연재 2b.... 드로스
10.... 본 발명의 스나우트 12.... 제1 차단판
30.... 집진수단 32.... 집진관
34.... 집진라인 50.... 제1 비접촉 유도수단
52.... 영구자석 54.... 회전체
56.... 구동모터 58.... 회전축
60.... 영구자석 장착부 62.... 회전블록
70.... 제2 비접촉 유도수단 72.... 전자석
74.... 중공 지지체 78.... 펄스 폭 변조기(PWM 구동기)
80.... 오염원 유도용 가이드판 90.... 커버체(세라믹 커버체)

Claims

가열로와 도금조 사이의 스나우트에 연계되는 하나 이상의 집진수단; 및,
상기 스나우트의 내측으로 자기장 변화를 구현하여 강판이나 설비 오염원을 비접촉상태로 집진수단으로 강제 유도토록 제공된 비접촉 유도수단;
을 포함하여 구성된 스나우트내 오염원 제거장치.
제1항에 있어서,
상기 강판 또는 설비 오염원은 전자석의 교류전류 인가 또는 영구자석의 회전시 발생되는 유도전류에 의한 항력과 부양력 중 적어도 어느 하나가 형성되는 반자성체의 아연 또는 아연산화물을 포함하고,
상기 집진수단은, 스나우트에 연결된 집진관과 상기 집진관과 연결된 집진라인으로 구성된 것을 특징으로 하는 스나우트내 오염원 제거장치.
제1항에 있어서,
상기 비접촉 유도수단은, 스나우트에 연결되는 집진수단의 집진관 주변으로 진행 강판의 적어도 일측에 배치되면서, 스나우트 내부의 오염원인 아연재와 드로스 중 적어도 하나를 집진관으로 비접촉 강제 유도토록 제공된 것을 특징으로 하는 스나우트내 오염원 제거장치.
제1항에 있어서,
상기 비접촉 유도수단은, 상기 스나우트에 연결되는 집진수단의 집진관 주변으로 진행 강판의 적어도 일측에 다단으로 제공되어 스나우트 내부의 오염원인 아연재와 드로스를 집진관으로 비접촉 강제 유도토록 제공된 것을 특징으로 하는 스나우트내 오염원 제거장치.
제4항에 있어서,
상기 다단 비접촉 유도수단중 적어도 하단측 유도수단은 탕면 근처 또는 일부 침지되면서 배치되어 적어도 스나우트 내부의 오염원인 드로스를 집진관으로 비접촉 강제 유도토록 제공된 것을 특징으로 하는 스나우트내 오염원 제거장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 비접촉 유도수단은, 서로 다른 극성을 갖는 영구자석이 회전체에 교대로 구비되어 스나우트 내부의 오염원인 아연재와 드로스 중 적어도 하나를 집진수단의 집진관으로 비접촉 강제 유도토록 제공되는 제1 비접촉 유도수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 스나우트내 오염원 제거장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 비접촉 유도수단의 회전체는, 강판의 폭 방향으로 스나우트를 가로질러 구동모터로서 회전 가능하게 제공된 회전축; 및,
상기 회전축에 조립되고 상기 서로 다른 극성의 영구자석들이 교대로 장착되는 영구자석 장착부를 갖는 회전블록;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스나우트내 오염원 제거장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 비접촉 유도수단은, 단상 또는 3상의 교류전류가 인가되면서 발생되는 시변자계를 생성하는 전자석이 배열되어 스나우트 내부의 오염원인 아연재와 드로스 중 적어도 어느 하나를 집진수단의 집진관으로 비접촉 강제 유도토록 제공된 제2 비접촉 유도수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 스나우트내 오염원 제거장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 비접촉 유도수단은, 강판의 폭 방향으로 스나우트를 가로질러 배치되고 상기 전자석들이 배열 장착되는 중공 지지체; 및,
상기 중공 지지체를 통하여 케이블로 전자석과 연계되는 펄스 폭 변조기;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스나우트내 오염원 제거장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 스나우트의 내부로 상기 집진수단의 집진관 입구 주변으로 제공되는 유도용 가이드판; 및,
상기 비접촉 유도수단과 소정 간격을 유지하면서 포위되어 강판 또는 설비 오염원으로부터 비접촉 유도수단을 보호하는 절연 커버체;
중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스나우트내 오염원 제거장치.
제4항에 있어서,
상기 스나우트 내부에 제공된 다단의 비접촉 유도수단들 사이로 스나우트에 연결되는 제1 차단판 및, 상기 제1 차단판의 단부에 강판 진행방향으로 제공되는 제2 차단판 중 적어도 제1 차단판;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스나우트내 오염원 제거장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 집진수단에 구비된 집진라인에는, 집진된 오염원의 유량을 감지하고 장치 제어부와 연계되는 유량센서가 구비되고,
상기 유량센서와 연계된 장치 제어부에는 비접촉 유도수단을 구성하는 제1 비접촉 유도수단측 구동모터와 제2 비접촉 유도수단측 펄스 폭 변조기가 연계되어 오염원 집진량에 따라, 비접촉 유도수단의 가동을 제어토록 구성된 것을 특징으로 하는 스나우트내 오염원 제거장치.