KR20130034355A - 강판 냉각장치 - Google Patents

Abstract

강판 냉각장치 예컨대, 도금강판의 냉각을 위한 강판 냉각장치가 제공된다.
상기 본 발명의 강판 냉각장치는, 진행 강판에 냉각유체를 분사토록 제공되는 냉각유체 분사수단을 포함하고 강판을 마주하여 배치된 장치본체; 및, 상기 장치본체의 내측에 냉각유체의 분사폭을 강판 폭에 대응하여 분사토록 제공된 냉각유체 분사폭 조정수단을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 강판 특히, 도금후 이송되는 도금강판의 폭에 대응하는 냉각유체(공기)의 분사 폭 가변을 구현하여, 분사유체의 충돌에 따른 와류 발생 증가와 이로 인한 냉각영역을 통과하는 도금강판의 진동 발생을 억제 가능하게 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

Description

강판 냉각장치{Apparatus for Cooling Strip}

본 발명은 강판 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강판의 폭에 대응하는 냉각유체(공기)의 분사폭 가변을 구현하여, 분사유체의 충돌에 따른 와류 발생 증가와 이로 인한 냉각영역을 통과하는 강판 특히, 도금강판의 진동 발생을 적어도 억제 가능하게 한 강판 냉각장치에 관한 것이다.

근래 강판의 내식성 등을 향상시키고, 외관을 미려하게 하며, 특히 전자제품이나 자동차용 강판용으로 사용되는 도금강판의 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 합금화 도금강판은 스폿 용접성, 도장후 내식성 및 도장 밀착성이 우수하여 최근 건자재용,가전용 및 자동차용 강판으로 그 수요가 급증하는 실정이다.

도 1에서는 이와 같은 도금강판의 도금설비 특히, 아연도금설비를 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 페이오프 릴(Pay Off Reel)에서 풀린 강판(냉연강판)(200)은 용접기와 루퍼를 거쳐 열처리된 후, 스나우트와 도금조(210)의 싱크롤(212)과 안정화 롤(214)들을 통과하면서 용융금속 예를 들어, 용융아연 (210a)이 강판(200)의 표면에 부착되고, 도금조 상의 가스 와이핑설비(220)('에어 나이프'라고도 함)에서 고압의 가스(불활성 가스 또는 에어)를 분사하여 강판의 도금두께를 제어한다.

그리고, 도금된 강판은 제진설비(230)과 냉각설비(240) 및 이송롤(250)들을거쳐, 진행되면서 도금이 이루어 지는데, 제진설비는 가스 와이핑 영역을 통과하는 강판의 진동을 억제시키어 도금두께 제어를 균일하게 한다.

한편, 도 2에서는 도 1의 냉각설비(240)를 도시하고 있는데, 통상 수직 이송되는 강판의 양측에 제공되므로 냉각 타워(Cooling tower)라고도 한다.

이와 같은 도금강판의 냉각설비(240)는, 수직 이송되는 고온의 도금강판 표면에 부착된 액상의 아연 도금층을 응고시키고, 이송롤(250)의 직전까지는 강판의 온도를 300℃ 이하로 급냉시키어 이후 강판의 이송이나 후공정을 원활하게 진행되도록 하는 중요한 설비이다.

한편, 도 2에서 도시한 바와 같이, 종래 도금라인의 냉각설비(240)는, 수직 이송되는 강판(200)의 양측으로 마주하는 쳄버(하우징)(242)에 적당한 배턴으로 제공된 분사노즐(244)과 쳄버(242)를 가로질러 제공된 슬릿노즐(246)로 구성될 수 있다.

그런데, 종래 도금라인의 냉각설비(240) 즉, 냉각타워의 경우 분사노즐 (244)과 슬릿노즐(246)들은 적어도 도금 생산되는 강판의 최대폭(L1) 보다는 크게 그 폭(예를 들어 1900-220 mm)이 고정되어 있다.

따라서, 도 2a 및 도 2b에서 도시한 바와 같이, 도금이 진행되는 강판의 폭(L1)이 분사노즐을 통한 냉각유체 분사폭(L2) 보다 작은 경우, 서로 마주하고 강판이 없는 도 2a의 'A' 영역에서는, 고압으로 분사된 유체들이 충돌하게 되고, 이는 냉각유체(공기)의 와류발생을 급속하게 증폭시키게 된다.

결국, 이와 같은 와류 증폭은 수직 이송되는 강판의 양측 모서리(에지)에서의 에지부 진동이 증폭하게 하는 것이다.

이와 같은 강판의 진동 증가는 도금라인에서 여러 문제를 초래하는 원인이 되는데, 진동을 저감시키기 위한 도금조 롤이나 이송롤에 가해지는 장력이 증가하여 롤들의 마모가 증가하게 되는 것은 물론, 냉각성능도 저하시키고, 진동에 따른 강판의 도금 속도를 높이는 것을 어렵게 하기 때문에, 생산성을 저하시키는 등의 문제들이 있었다.

그리고, 폭이 좁은 협폭제의 도금강판 생산시, 강판 폭방향의 냉각 범위 이상으로 과다하게 냉각유체를 분사하기 때문에, 송풍기(Blower)의 과부하는 물론, 냉각효율을 오히려 저하시키게 된다. 따라서, 생산성 저하의 다양한 원인이 되고 있다.

또한, 도 2a 및 도 2b에서 개략적으로 도시한 종래의 냉각설비(240)의 분사노즐(244)의 직경은 대략 12~15 mm이고, 슬릿노즐(246)의 갭은 5~6 mm 정도인데, 반하여, 가스 와이핑 설비(도 1의 220)의 토출 갭은 대략 1~2 mm 정도로서, 냉각설비(240) 즉, 냉각 타워의 노즐 직경이나 갭이 가스 와이핑 설비(220)의 토출구 갭에 비하여 매우 크기 때문에, 가스 와이핑 설비에서 사용하는 강판의 폭 에 대응하는 분사폭 가변장치의 적용에도 어려움이 있는 것이다.

특히, 냉각설비의 경우 도 2b와 같이 설비의 쳄버(242)의 길이방향으로 다단으로 제공되기 때문에, 이들 전체의 분사폭을 가변시키는 것도 사실상 어려운 것이었다.

더하여, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 이와 같은 도금강판의 폭에 대응하여 냉각유체의 분사를 위하여, 댐퍼 등을 이용하기도 하지만, 이와 같은 댐퍼를 이용하는 도금강판의 냉각시에는 댐퍼를 통한 신속한 냉각유체의 분사폭 조정이 어려워 강판의 폭 변경에 대한 유연한 대응이 어렵고, 특히 챔버 내부에서 댐퍼에 의한 냉각유체의 유동 저항을 발생시키어 냉각 효율을 저하시키거나 운용상의 문제를 발생시키는 실정이다.

따라서, 당 기술분야에서는 가스 와이핑 설비에 비하여, 상대적으로 노즐 분사 폭이나 직경이 큰 냉각 설비의 넓은 면적을 동시에 제어(차폐)하고, 강판 예컨대, 도금강판의 폭에 따라 냉각유체의 분사 폭을 제어 가능하게 한 강판 냉각장치가 요구되어 왔다.

상기와 같은 기술적 과제를 실현하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 진행 강판에 냉각유체를 분사토록 제공되는 냉각유체 분사수단을 포함하고 강판을 마주하여 배치된 장치본체; 및,

상기 장치본체의 내측에 냉각유체의 분사폭을 강판 폭에 대응하여 분사토록 제공된 냉각유체 분사폭 조정수단;

을 포함하여 구성된 강판 냉각장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 장치본체는 냉각유체 공급쳄버나 공급관이 연계되되, 도금후 수직 이송되는 도금강판의 진행방향으로 적어도 1열 이상 제공되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 냉각유체 분사수단은, 장치본체의 일측에 제공되는 슬릿노즐 및, 장치본체의 일측에 소정 패턴으로 제공된 분사노즐 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 슬릿노즐을 구비하는 장치본체와 상기 분사노즐을 구비하는 장치본체는 강판의 진행방향으로 각각 다열로 순차로 배치될 수 있다.

이때, 상기 냉각유체 본사폭 조정수단은, 상기 장치본체의 내측에 구동수단을 매개로 회전 가능하게 제공되고 회전에 따라 냉각유체 노즐들을 부분적으로 개폐하여 냉각유체의 분사폭을 조정토록 구성된 냉각유체 분사폭 조정판;을 구비하는 것이다.

바람직하게는, 상기 냉각유체 분사폭 조정판은, 강판의 폭 방향으로 일부 절개된 냉각유체 통과구를 구비하여 회전시 상기 냉각유체 노즐들을 강판 폭에 대응하여 개폐토록 구성되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 냉각유체 분사폭 조정판의 양측에는 장치본체에 회전 가능하게 조립되는 회전판이 제공되고, 상기 냉각유체 분사폭 조정판은 상기 회전판의 원주를 따라 원판형으로 제공되면서 일측에 상기 냉각유체 통과구가 강판의 중심에서 에지방향으로 절개된 부분이 감소하는 형태로 제공되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 구동수단은, 상기 냉각유체 분사폭 조정수단에 구비된 회전판 중 적어도 하나에 제공되면서 장치본체를 관통하는 피동기어와 맞물리고 강판 진행방향으로 이동토록 제공된 랙구동부; 및, 상기 랙구동부의 일단부에 맞물리는 구동기어가 연결되고 장치본체 상에 제공된 구동모터를 포함하여 구성되는 것이다.

그리고, 상기 랙 구동부가 연계되어 수직 이동을 원활토록 제공되는 가이드수단;을 더 포함하는 것이다.

또는, 상기 구동수단은, 상기 장치본체 상에 제공된 구동원과 연결되는 이동아암; 및, 상기 이동아암과 냉각유체 분사폭 조정수단에 제공된 구동판 사이에 연결되는 작동링크;를 포함하여 구성되고, 상기 구동판은 냉각유체 분사폭 조정수단의 회전판 중 적어도 하나에 연결될 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 장치본체의 적어도 일부분은 냉각유체 분사폭 조정판의 운동 반경에 대응하는 만곡부로 구성되고, 상기 장치본체에 구비된 냉각유체 분사수단의 슬릿노즐과 분사노즐은 냉각유체가 통과하는 소정길이 이상의 통로를 갖도록 제공되는 것이다.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다

이와 같은 본 발명에 의하면, 냉각유체(공기)의 분사폭을 강판의 폭에 대응하여 제어 가능하게 하는 것이다.

특히, 넓은 면적의 냉각설비의 냉각유체 분사폭을 동시에 강판의 폭에 대응하여 제어하는 것을 가능하게 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 강판의 폭 이상의 영역에서 불필요한 냉각유체 분사를 차단하여, 서로 마주 분사되는 냉각유체의 충돌에 의한 와류 발생을 억제하고, 결과적으로 진행되는 강판 특히, 도금조를 통과한 도금강판의 진동을 적어도 억제시키어 도금강판의 냉각 효율과 도금 품질을 향상시키는 것을 가능하게 한다.

그리고, 과도한 냉각유체 분사가 제어되어, 송풍기 운전부하도 감소시키고, 동일 송풍량 공급 환경에서 분사 송풍량은 증대되어 냉각효율을 증대시키는 것이다.

즉, 본 발명은 저진동 급속냉각의 강판 냉각장치 즉, 도금강판 냉각장치를 제공하는 것이다.

도 1은 강판의 도금라인을 도시한 모식도
도 2a 및 도 2b는 종래 도금강판의 냉각설비(냉각 타워)를 도시한 개략 평면 및 정면도
도 3은 본 발명에 따른 강판 폭 대응형의 강판 냉각장치를 도시한 사시도
도 4a 및 도 4b는 도 3의 본 발명 장치를 도시한 정면 및 측면도
도 5a 및 도 5b는 슬릿노즐과 분사노즐을 구비한 본 발명 장치를 도시한 측면 및 정면도
도 6a 및 도 6b는 슬릿노즐과 분사노즐을 구비한 본 발명 장치를 도시한 상세 측면도
도 7은 본 발명 장치를 도시한 분해 사시도
도 8a 및 도 8b는 슬릿노즐과 분사노즐의 본 발명 장치의 조립 상태를 도시한 사시도
도 9는 본 발명 장치의 구동부 구성을 도시한 상세도
도 10a 내지 도 11b는 슬릿노즐과 분사노즐을 포함하는 본 발명 장치를 통한 강판의 폭이 가변되는 냉각유체의 분사폭 조정상태를 도시한 정면도
도 12는 본 발명 장치의 다른 구동부 구성을 도시한 측면 구성도

이하, 도면을 참고로 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 강판 냉각장치(1)는 바람직하게는 도 1에서 설명한 도금강판(예컨대, 아연 도금강판)이 도금조를 통과한후 소정 위치에 배치되는 냉각 타워라 이해될 수 있다.

물론, 본 발명 장치가 반드시 도금강판의 냉각에만 한정되는 것은 아니고, 연속 이송되는 고온상태의 강판에 냉각유체(F)(예를 들어,냉각공기)를 분사하여 냉각시키는 것이 필요한 조업 환경에서 사용하는 데에는 문제가 없다.

다만, 이하의 본 실시예 설명에서는 강판 냉각장치를 도금강판 냉각장치로 설명하고 도시한다.

예를 들어, 이와 같은 본 발명 도금강판 냉각장치(1)는, 도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 도금조(도 1의 110)를 통과하여 수직 이송되는 도금강판(10)에 냉각유체(F)(냉각공기)를 분사토록 제공되는 냉각유체 분사수단(20)을 포함하고 강판을 마주하여 배치된 장치본체(30) 및, 상기 장치본체(30)의 내측에 냉각유체의 분사폭을 강판 폭에 대응하여 조정토록 제공되는 냉각유체 분사폭 조정수단(50)을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명 장치는, 도 1 및 도 2에서 설명한 종래 강판의 폭에 상관없이 냉각유체를 분사함에 따른 와류 발생 등으로 강판의 진동이 발생되는 문제를 해소토록, 적어도 도금강판(10)의 폭에 대응하여 강판의 에지부분을 벗어나서 불필요한 냉각유체의 분사를 차단하도록 하는 것이다.

이에, 본 발명 장치를 사용하는 경우, 동일 송풍량을 유지하면서 냉각유체 분사폭을 강판 폭에 대응하여 분사하기 때문에, 동일 송풍량을 기준으로 냉각유체의 분사폭 변화시 분사속도의 증가가 이루어져 대류열전달 계수의 상승으로 냉각효율을 증가시키는 것을 가능하게 하는 것이다.

또한, 앞에서 설명한 바와 같이, 기존 냉각설비에서의 댐퍼 등을 이용한 냉각유체 분사폭 조정시 다양한 강판의 폭 변화에 대한 유연한 대응이 어렵고, 장치본체(쳄버 내부)의 유동 저항 등이 발생되는 문제가 있으나, 본 발명 장치는 다음에 상세하게 설명하는 냉각유체 분사폭 조정수단(50)을 통하여 강판 폭의 변화에도 신속하고 유연한 대응을 가능하게 하는 것이다.

한편, 도 3 및 도 4에서는 다음에 상세하게 설명하는 슬릿노즐(22)의 분사수단(20)을 포함하는 장치를 기준으로 도시하였지만, 도 5에서 도시한 바와 같이, 분사노즐(24)의 분사수단(20)을 포함하는 장치와 같이 적정하게 배열하여 사용될 수 있다.

예를 들어, 바람직하게는, 도 5a에서 도시한 슬릿노즐(22)을 구비하는 본 발명 장치를 수직 이송되는 도금강판(10)의 하류측에 다열로 배치하고, 그 상류측에 분사노즐(24)을 구비하는 본 발명 장치를 다열로 배치할 수 있다.

물론, 이와 같은 배열은 도금강판의 최적의 냉각을 위하여 적정하게 배열할 수 있는데, 슬릿노즐과 분사노즐을 교대로 구비하는 장치를 다열로 적정하게 배치할 수 있다.

그리고, 장치 배열상 진행강판의 양측에 강판을 마주하여 동일한 간격을 유지하도록 장치들이 다열로 배치될 수 있다.

이때, 본 실시예에서, 분사노즐(24)은 원형 또는 타원형의 노즐구멍을 갖는 노즐구를 소정간격으로 배치하는 것을 의미하고, 슬릿노즐(22)은 장치본체의 일측에 길게 소정 두께로 일체로 개구된 슬릿형태의 노즐을 의미한다.

그리고, 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명 장치에서 장치본체(30)는 상,하측의 설비 프레임(31)들 사이에 연계되어 다열로 고정 배치될 수 있고, 단위 장치본체들이 조합하여 적정한 열로 제공될 수 있다. 예를 들어 본 발명 장치본체 (30)는 단위 쳄버일 수 있다.

또한, 단위 쳄버인 장치본체에는 예를 들어, 약 3 ~ 5 kPa 정도의 압력의 냉각유체(F) 즉 냉각공기를 공급하기 위한 냉각유체 공급쳄버(32) 또는 공급부(공급관)(미도시)가 각각의 장치본체에 연결되어 냉각유체가 장치본체의 내측에 공급될 수 있다.

다음, 앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명 장치에서 구비되는 냉각유체 분사수단(20)은, 도 5a와 같이, 장치본체(30)의 일측에 제공되는 슬릿노즐(22)과, 도 5b와 같이, 장치본체의 일측에 소정 패턴(간격)으로 일열 또는 다열로 제공되는 분사노즐(24)중 적어도 어느 하나, 바람직하게는 이들이 순차 배치되는 것으로 포함할 수 있다.

가장 바람직하게는 일 실시예로서, 도 3 내지 도 5와 같이, 슬릿노즐(22)을 구비하는 장치본체(30)를 하류측에, 분사노즐(24)을 구비하는 장치본체(30)를 그 상류측에 배치하여 수직 이송되는 도금강판(10)을 마주하여 그 진행방향으로 각각 다열로 순차로 배치하는 것이다.

물론, 반드시 이에 한정되는 것은 아님은 물론이다. 분사노즐 또는 슬릿노즐만을 선택하여 장치를 구현하는 것도 가능할 것이다.

다음, 도 6 내지 도 8에서는 본 발명 장치에서 실질적으로 냉각유체(F)의 분사폭을 도금강판(10)의 폭에 맞추어 그 분사폭을 조정 가능하게 하는 장치본체에 구비되는 냉각유체 본사폭 조정수단(50)을 도시하고 있다.

예를 들어, 일 실시예로서 도 6 내지 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 도금강판 냉각장치(1)는, 도 5의 슬릿노즐(22) 또는 도 5b의 분사노즐(24)을 포함하는 장치본체(30)의 내측에 구동수단(70)을 매개로 회전 가능하게 제공되고 다음에 상세하게 설명하는 구동수단(70)을 매개로 그 회전에 따라 냉각유체 노즐(22)(24)들을 장치본체의 길이방향으로 적어도 부분적으로 개폐하여 냉각유체의 분사폭을 조정토록 구성된 냉각유체 분사폭 조정판(52)을 포함한다.

이와 같은, 본 발명의 냉각유체 분사폭 조정판(52)은, 강판의 폭 방향으로 일부 절개된 냉각유체 통과구(52a)를 구비하여 회전시 상기 냉각유체 노즐들을 강판 폭에 대응하여 개폐토록 제공되는 것이다.

바람직하게는, 상기 냉각유체 분사폭 조정판(52)은, 조정수단(50)에 구비되는 회전판(54)의 원주를 따라 일정길이를 갖는 원판형으로 제공되되, 일측에 제공된 상기 냉각유체 통과구(52a)는 냉각유체의 분사폭을 조정하도록 강판의 중심(도 5a 및 도 5b의 'C')에서 에지방향으로 절개된 부분이 감소하는 형태 예를 들어, 라운드한 만곡의 통과구로 형성된다.

따라서, 도 5a 및 도 5b에서 도시한 바와 같이, 냉각유체 분사폭 조정판(52)의 강판 중심선(C)을 기준으로 P1의 위치에서, P2의 위치로 회전하여 이동되면, 'X'만큼 높이차가 발생되고, 따라서 조정판은 슬릿노즐(22)과 분사노즐(24)을 더 많이 폐쇄시키어 냉각유체의 분사를 차단한다.

결국, 도 10a,b 및 11a,b에서 도시한 바와 같이, 강판의 폭이 S1에서 S2로 증가되면, 냉각유체 분사폭 조정판(52)의 회전 정도에 따라 슬릿노즐(22)과 분사노즐(24)을 통한 냉각유체 분사폭이 조정되고, 따라서 특히, 폭이 좁은 강판 양측의 에지부분을 벗어나서 냉각유체가 분사되는 것이 미리 조정되게 되고, 이는 냉각유체 충돌에 따른, 와류 발생에 의한 강판 진동을 억제하는 것이다.

즉, 본 발명의 냉각유체 분사폭 조정판(52)은 만곡의 냉각유체 통과구(52a)가 중심에서 양측으로 갈수록 개구폭이 좁아지게 되어 있어, 그 회전에 따라 노즐들을 통한 냉각유체의 분사폭이 강판의 폭에 대응하여 신속하면서 유연하게 대응하는 전제하에, 조정 가능하게 되는 것이다.

한편, 도 6 내지 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 냉각유체 분사폭 조정수단(50)의 상기 냉각유체 분사폭 조정판(52)의 양측에는 장치본체(30)의 양측 측벽(미부호)측에 제공되고 냉각유체 분사폭 조정판(52)이 단부에서 원주를 따라 소정길이로 일체로 된 회전판(54)이 제공되고, 일측의 회전판(54)에는, 도 7과 같이 장치본체(30)의 일 측벽에 제공된 구멍(34)에 회전 가능하게 조립되는 지지부(56)가 일체로 형성되고, 반대측 회전판(54)에는 구동수단(70)이 연계되는 피동기어(58)가 제공되어 있다.

이때, 상기 지지부(56)나 피동기어(58)는 도면에서 별도의 도면부호로 나타내지 않았지만, 베어링을 매개로 회전이 용이하게 장치본체(30)에 조립될 수 있다.

그러나, 실제 라인 가동시 강판의 폭 변화는, 아주 급변하게 반복적으로 실행되는 것은 아니고, 소정의 시간 간격을 갖기 때문에, 상기 지지부(56)가 베어링을 매개로 장치본체(30)의 일측 구멍(34)에 조립되지 않아도 될 것이다.

한편, 상기 냉각유체 분사폭 조정수단(50)의 냉각유체 분사폭 조정판(52)은 원형의 강판 예를 들어, 두께가 1 ~ 2 mm 정도의 금속 박판으로 제작될 수 있어, 장치본체(30)의 내부로 공급되는 실질적으로 저압의 냉각유체가 충돌하여 유동 저항을 발생시키지 않고, 충분한 냉각유체의 분사 토출압을 유지하여 그 토출압의 손실은 최소화할 수 있다.

특히, 도 6a 및 도 6b에서 도시한 바와 같이, 슬릿노즐(22) 또는 분사노즐(24)을 갖는 본 발명의 장치본체(30)의 적어도 일부분 예를 들어, 상기 원형 박판인 냉각유체 분사폭 조정판(52)이 밀착되어 원운동하는 것을 가능하게 하는 만곡부(30')를 포함하는 것이 바람직하다.

따라서, 이와 같은 장치본체의 만곡부(30')는, 냉각유체 분사폭 조정판이 밀착되어 원운동하는 것을 유지시키면서, 그 사이로 냉각유체가 통과하는 것을 최소화하거나 방지하여, 냉각유체가 노즐들을 통하여 분사되도록 하고, 조정판의 원운동을 안정적으로 지지하게 한다.

예를 들어, 만곡부(30')는 장치본체의 슬릿노즐과 분사노즐의 인접한 전면부일 수 있다.

한편, 도 6a 및 도 6b에서 도시한 바와 같이, 본 발명 장치에서 상기 장치본체(30)에 구비된 냉각유체 분사수단(20)의 슬릿노즐(22)과 분사노즐(24)은 냉각유체가 통과하는 소정길이(D)(D') 이상의 직선의 냉각유체통로를 갖도록 제공되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 도 6a에서 도시한 바와 같이, 상기 슬릿노즐(22)이 형성되는 경우 장치본체(30)의 노즐 주변에 장치본체를 소정길이 예를 들어, 5mm 정도 신장된 돌출단부(22a)를 형성시키면, 슬릿노즐의 내부에는 5mm 정도의 길이를 갖는 직선의 냉각유체통로(22b)가 형성된다.

또는, 도 6b에서 도시한 바와 같이, 분사노즐(24)이 형성되는 경우, 노즐 주변의 장치본체(30)의 두께를 형성시키어 적어도 냉각유체통로(24a)의 길이를 소정길이(D')로 형성시키고, 이는 직선 상의 냉각유체통로를 제공 가능하게 한다.

즉, 도 6에서 도시한 냉각유체통로(22b)(24a)들은 직선의 소정길이(D)(D')를 갖기 때문에, 냉각유체의 분사시 냉각유체의 직진성을 제공하여, 강판의 표면에 충돌하는 냉각유체를 통한 강판의 냉각효율을 높이도록 하는 것이다.

또한, 도 5a에서 소정길이의 냉각유체 통로(22b)를 형성하기 위한 신장된 장치본체의 돌출단부(22a)는 그 모서리의 날카로운 부분이 강판과 접촉하지 않도록 만곡으로 절곡시키는 것이 바람직하다.

다음, 도 6, 도 9 및 도 11에서는 본 발명 장치에서 상기 냉각유체 분사폭 조정수단(50)의 조정판의 회전 구동을 위하여 연계되는 여러 형태의 구동수단을 도시하고 있다.

즉, 도 6 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 본 발명 장치의 구동수단(70)은, 상기 냉각유체 분사폭 조정수단(50)에 구비된 회전판(54)중 하나에 제공되면서 장치본체를 관통하는 피동기어(58)와 맞물리고 강판 진행방향으로 이동토록 제공된 랙 구동부(72)와, 상기 랙 구동부(72)의 일단부에 맞물리는 구동기어(74)가 연결되고 장치본체 상에 제공된 구동모터(76)를 포함하여 제공될 수 있다.

이때, 바람직하게는 장치의 배열에 따라 수직방향으로 길이를 갖는 상기 랙 구동부(72)는, 수직 이동을 원활토록 제공되는 가이드수단(78)에 연계되어 수직 이동이 안정적으로 이루어지도록 된다.

예를 들어, 도 9에서 도시한 바와 같이, 상기 가이드수단(78)은, 서로 끼움되는 가이드(79b)와 가이드홈(79a)을 갖는 제1,2 가이드(78a)(78b)가 서로 조립되는 구조이고, 제1 가이드(78a)에 랙 구동부(72) 즉, 길게 신장된 랙 플레이트가 장착된다.

그리고, 상기 제2 가이드(78n)는 도 9와 같이, 장치본체의 일측벽에 브라켓(80)를 통하여 고정될 수 있고, 상기 브라켓트(80)는 도 4와 같이, 장치본체들이 다열로 배열되는 것을 따라서 신장된 고정대(82)에 고정되고, 고정대의 상,하측은 설비 프레임(31)에 고정되고, 상기 구동모터가 상측의 설비 프레임(31)에 제공될 수 있다.

따라서, 도 4, 도 6 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 상기 구동모터(76)가 가동되면, 구동기어(74)는 랙 구동부(72)(신장된 랙 플레이트)를 상승 또는 하강시키고, 강기 랙 구동부(72)는 장치본체(30)측의 냉각유체 분사폭 조정수단(50)의 조정판(52)과 연계된 피동기어(58)를 회전시키어, 결과적으로 슬릿노즐이나 분사노즐의 냉각유체 분사폭을 조정하는 냉각유체 분사폭 조정판(52)을 회전시키어, 도 6 및 도 10,11과 같이, 강판 폭에 대응하여 냉각유체의 분사폭을 조정하게 된다.

다음, 도 12에서는 본 실시예에서 다른 형태의 구동수단을 도시하고 있는데, 예를 들어, 이와 같은 본 발명의 다른 형태의 구동수단(70)은, 상기 장치본체(30) 즉, 다열로 배열된 장치본체 중 최상측 장치본체(30)상에 제공된 설비 프레임(31)상에 수직하게 설치된 구동원(92)(구동 실린더)과 연결되는 수직 방향의 이동아암(94) 및, 상기 이동아암(84)과 냉각유체 분사폭 조정수단(50)에 제공된 구동판(58') 사이에 연결되는 작동링크(96)를 포함한다.

이때, 상기 구동판(58')은 앞에서 설명한 일측 회전판(54)에 연계되는 피동기어(58) 대신에 기어부가 제거된 원형 구동판(58')으로 제공되고, 따라서 구동원의 작동에 따라 수직 이동하는 이동아암(94)은 연결된 작동링크(96)를 이동시키고, 이에 연결된 구동판(58')이 회전 구동되면, 회전판과 일체로 냉각유체 분사폭 조정판(52)이 도 6과 도 10 및 도 11과 같이 회전 구동된다.

한편, 도 12에서 확대부분으로 도시한 바와 같이, 상기 작동링크(96)가 연결되는 이동아암(94)에는 장홈(96a)이 형성되어, 힌지부재(체결볼트)(97)가 체결되고, 반대측으로 구동판(58')에도 힌지부재(97)가 링크를 매개로 체결되어 있다.

따라서, 상기 이동아암의 장홈(96a)은 수직방향으로 작동되는 이동아암(94)의 수직 이동시 작동링크의 원운동을 보상 가능하게 한다.

한편, 본 발명인 도금강판 냉각장치(1)인 냉각타워는 냉각유체 즉, 냉각공기를 도금강판의 양측에서 분사하여 냉각하지만, 도금조를 통과하여 도금층이 코팅된후 가스 와이핑을 통하여 도금두께가 제어된 후, 냉각하는 단계에서 사용되므로, 그 분사환경이 높은 정밀을 요구하지는 않기 때문에, 위에서 설명한 기어와 랙 구동부를 이용하거나, 이동아암에 작동링크를 연계하여 사용하는 본 실시예의 구동수단(70)의 적용에는 문제가 없다.

물론, 기어와 랙 구동부를 이용하는 것이 작동링크 보다는 더 정밀한 냉각유체 분사폭을 강판 폭에 대응하여 조정 가능하고, 이동아암과 작동링크 구조는 구조가 간단하므로, 선택적으로 조업 환경에 맞추어 사용하면 될 것이다.

또한, 본 실시예의 구동수단 대신에 다른 형태 예를 들어, 소형의 실린더들을 각각의 장치본체에 수직하게 장착하고 구동판(58')을 직접 회전시키는 다른 형태도 충분하게 적용 가능하다.

즉, 냉각유체 분사폭 조정판(52)과 연계된 일측 회전판(54)을 회전 구동시키는 어떠한 기계 방식의 구동수단의 적용도 가능하다.

한편, 본 발명은 장치본체를 단독으로 또는 다열로 배열하여 사용하는 데에 문제가 없고, 다열의 경우에도 하나의 구동모터나 구동원을 매개로 동시에 장치본체내의 냉각유체 분사폭 조정수단(50)의 구동 제어를 구현하기 때문에, 강판의 진행방향으로 원하는 높이를 갖는 냉각 타워 구현도 용이하고, 동시에 다열의 분사수단(20)을 통하여 분사되는 냉각유체의 분사폭을 신속하게 조정할 수 있다.

통상적으로, 900 ~ 1800 mm 의 폭을 갖는 다양한 강판의 폭에 대응하여 빠른 응답성 및 냉각효과를 제공활 수 있다. 즉, 온라인 상태에서 강판 폭이 가변되어도 이에 즉각적으로 응답하여 가동될 수 있다.

그리고, 본 발명 장치의 경우 사실상, 분사수단(20)이 일측에 제공된 장치본체의 내측에 냉각유체 분사폭 조정수단(50)이 내장되는 형태이므로, 본 실시예에서는 슬릿노즐(22)과 분사노즐(24)만을 도시하고 설명하였지만, 여러 슬릿들이 복합적으로 제공되거나 분사노즐의 형태를 다르게 하여도, 즉 노즐 형태에 상관없이 냉각유체 분사폭을 강판 폭에 대응하여 탄력적으로 조정 가능하게 한다.

또한, 도 10 및 도 11과 같이, 강판의 폭이 좁아지면 분사노즐의 노즐들을 통하여 분사되는 냉각유체 분사폭이 감소되므로, 동일량의 냉각유채가 공급되는 경우, 분사폭이 좁아질 수록 노즐들을 통한 냉각유체의 분사 속도는 증가되므로 냉각능은 향상될 것이다.

1.... 강판 냉각장치 10.... 강판(도금강판)
20.... 노즐수단 22.... 슬릿노즐
24.... 분사노즐 30.... 장치본체
50.... 냉각유체 분사폭 조정수단 52.... 냉각유체 분사폭 조정판
54.... 회전판 56.... 지지부
58.... 피동기어 70.... 구동수단
72.... 랙구동부 74.... 구동기어
78.... 가이드수단 92.... 구동원
94.... 이동아암 96.... 링크

Claims (11)

1. 진행 강판(10)에 냉각유체(F)를 분사토록 제공되는 냉각유체 분사수단(20)을 포함하고 강판을 마주하여 배치된 장치본체(30); 및,
   상기 장치본체(30)의 내측에, 상기 냉각유체의 분사폭을 강판 폭에 대응하여 조정토록 제공된 냉각유체 분사폭 조정수단(50);
   을 포함하여 구성된 강판 냉각장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 강판(10)은 도금후 이송되는 도금강판으로 제공되고,
   상기 장치본체(30)는 냉각유체 공급쳄버(32)나 공급관이 연계되되, 상기 도금강판의 진행방향으로 적어도 1열 이상 제공되는 것을 특징으로 하는 강판 냉각장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 냉각유체 분사수단(20)은, 장치본체의 일측에 제공되는 슬릿노즐(22); 및,
   장치본체의 일측에 소정 패턴으로 제공된 분사노즐(24);
   중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 냉각장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 슬릿노즐(22)을 구비하는 장치본체(30)와 상기 분사노즐(24)을 구비하는 장치본체(30)는 강판의 진행방향으로 각각 다열로 순차로 배치되는 것을 특징으로 하는 강판 냉각장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 냉각유체 본사폭 조정수단(50)은, 상기 장치본체의 내측에 구동수단(70)을 매개로 회전 가능하게 제공되고 회전에 따라 냉각유체 노즐(22)(24)들을 부분적으로 개폐하여 냉각유체의 분사폭을 조정토록 구성된 냉각유체 분사폭 조정판(52);
   을 구비하는 것을 특징으로 하는 강판 냉각장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 냉각유체 분사폭 조정판(52)은, 강판의 폭 방향으로 일부 절개된 냉각유체 통과구(52a)를 구비하여 회전시 상기 냉각유체 노즐들을 강판 폭에 대응하여 개폐토록 구성된 것을 특징으로 하는 강판 냉각장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 냉각유체 분사폭 조정판(52)의 양측에는 장치본체에 회전 가능하게 조립되는 회전판(54)이 제공되고,
   상기 냉각유체 분사폭 조정판(52)은 상기 회전판(54)사이에서 원주를 따라 일체로 된 원판형으로 제공되면서 일측에 상기 냉각유체 통과구(52a)가 강판의 중심에서 에지방향으로 절개된 부분이 감소하는 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 강판 냉각장치.
   
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 구동수단(70)은, 상기 냉각유체 분사폭 조정수단(50)에 구비된 회전판(54) 중 적어도 하나에 제공되면서 장치본체를 관통하는 피동기어(58)와 맞물리고 강판 진행방향으로 이동토록 제공된 랙구동부(72); 및,
   상기 랙구동부(72)의 일단부에 맞물리는 구동기어(74)가 연결되고 장치본체 상에 제공된 구동모터(76);
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강판 냉각장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 랙 구동부(72)가 연계되어 수직 이동을 원활토록 제공되는 가이드수단(78);
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 냉각장치.
   
10. 제5항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 구동수단(70)은, 상기 장치본체 상에 제공된 구동원(82)과 연결되는 이동아암(94); 및,
    상기 이동아암(84)과 냉각유체 분사폭 조정수단(50)에 제공된 구동판(58') 사이에 연결되는 작동링크(96);
    를 포함하여 구성되고,
    상기 구동판은 냉각유체 분사폭 조정수단의 회전판(54)중 적어도 하나에 연결된 것을 특징으로 하는 강판 냉각장치.
    
11. 제5항에 있어서,
    상기 장치본체의 적어도 일부분은 냉각유체 분사폭 조정판의 운동 반경에 대응하는 만곡부(30')를 더 포함하고,
    상기 장치본체에 구비된 냉각유체 분사수단(20)의 슬릿노즐(22)과 분사노즐(24)은 직선상의 냉각유체통로를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 강판 냉각장치.

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