KR20130045562A

KR20130045562A - 용탕 연속공급장치

Info

Publication number: KR20130045562A
Application number: KR1020110109832A
Authority: KR
Inventors: 이상철; 한상빈; 허시명; 전효식
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-05-06
Also published as: KR101330280B1

Abstract

하부 수조의 용탕을 상부 수조로 연속적으로 공급하기 위한 용탕 연속공급장치가 소개된다.
이 용탕 연속공급장치는 하부 수조 내에 위치되고 내부에 이송유로가 연장 형성되는 본체와, 이송유로 내에 설치되어 상기 이송유로내 유입된 용탕을 일방향으로 이송시키는 이송스크류와, 이송스크류를 회전시키기 위한 구동모터와, 이송유로를 상부 수조에 연통되게 연결시키는 연결배관을 포함하여 구성된다.

Description

용탕 연속공급장치{CONTINUOUS SUPPLING APPARATUS OF MELTING METAL}

본 발명은 용탕 연속공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용탕량의 고저에 무관하게 하부 수조의 용탕을 상부 수조에 일정하게 공급할 수 있는 용탕 연속공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 고체의 코팅 물질을 가열 증발시켜 기체상으로 변화시키고, 이를

기판상에 코팅하는 기술로는, 열 증착법(thermal evaporation), 전자빔 증착법(electron beam evaporation), 전자기 부양 증착법(electro-magneticlevitation evaporation) 등이 있다.

예컨대, 열 증착법은 금속, 세라믹 또는 그라파이트 재질로 만들어진 도가니에 고체상태의 금속을 장입한 후 저항 가열을 통해 금속을 가열 증발시켜 기판에 용융금속을 코팅하는 방법이고, 전자빔 증착법은 수냉식 구리 또는 세라믹 도가니에 고체의 금속을 장입한 후 전자빔에 의해 금속을 가열 증발시켜 기판에 코팅하는 방법이며, 전자기 부양 증착법은 전자기 코일에 의해 금속을 부양시킨 상태에서 가열 증발시켜 기판에 코팅하는 방법이다.

이러한 증착법들은 금속을 가열 증발시켜 기판에 코팅하므로 증발에 의해 용융금속이 소모되는 바, 기판의 대용량 또는 연속 코팅시 코팅에 필요한 용융금속을 연속적으로 공급해 주는 것이 요구된다.

예컨대, 도 1 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 종래 용탕 연속공급장치의 경우, 강판 표면에 증기를 이용한 표면처리 작업을 하기 위해, 먼저, 고체형태로 가공된 잉곳트를 하부 수조(620) 내부에서 액체상태로 녹여 이를 상부에 설치된 상부수조(101)로 일정 량으로 이송하는 작업을 하게 되는데, 이때, 하부 수조(620) 내부에는 승강모터(11)에 작동되는 피스톤(13)이 조립되어 피스톤(13)의 상.하 작동에 의하여 용탕(2)이 배관을 통하여 상부 수조(610)로 이동하게 된다. 즉, 모터(21)의 회전에 의해 회전판(24)이 회전하고 주입구(25)를 열어 하부 수조(620)에서 용탕(2)이 케이스(14) 내부로 유입되고, 회전판(24)을 회전하여 주입구(25)를 막고 피스톤(13)이 하강되면 케이스(14) 내부에 있는 용탕(2)이 배관(16)을 통하여 상부수조(101)로 이동된다.

그리고 상부수조(610) 내부에 담겨진 액체형태의 용탕(2)이 계속 가열되어 증기형태로 올라가고 있는 상태에서 그 위로 강판을 공급하면, 강판이 이동하면서 증기형태로 증발되고 있는 용액이 강판의 표면에 묻어 코팅작업이 이루어진다. 이와 관련하여 "용융금속 공급장치(공개특허공보 10-2011-0034420)"가 참고된다.

그러나 이러한 종래 기술의 경우, 피스톤(13)이 상부로 이동할 때 상부수조(101) 내부에 있는 용탕(2)의 수위가 변화되고, 용탕(2) 양의 변화에 따라 증기의 발생 편차가 생겨 강판표면에 코팅되는 두께가 틀려지는 두께편차 결함을 발생시키고, 용탕(2) 량이 부족하게 되면 적정량의 용탕(2)를 제때 공급하지 못하므로 표면처리를 할 수 없고, 용탕(2)이 배관(16) 내부에서 굳어져 설비사고가 발생하는 문제가 발생되었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 용탕면의 고,저에 관계없이 항상 적정량의 용탕을 상부 수조로 공급할 수 있는 용탕 연속공급장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 용탕 연속공급장치는, 하부 수조의 용탕을 상부 수조로 연속적으로 공급하기 위한 용탕 연속공급장치로서, 본체, 이송스크류, 구동모터 및 연결배관을 포함하고, 본체는 하부 수조 내에 위치되고 내부에 이송유로가 연장 형성되고, 이송스크류는 상기 이송유로내 유입된 용탕을 일방향으로 이송시키기 위해 상기 이송유로 내에 설치되고, 구동모터는 상기 이송스크류를 회전시키고, 연결배관은 상기 이송유로를 상기 상부 수조에 연통되게 연결시킨다.

바람직하게, 본 발명은 상기 하부 수조내 용탕 수위에 따라 상기 본체가 상하이동되도록 부표를 구비하여 상기 하부 수조내에 장착되는 승강유닛을 더 포함한다.

바람직하게, 상기 연결배관은 상기 상부 수조에 연결되는 제1 연결배관과, 상기 본체의 이송유로에 연결되는 제2 연결배관과, 상기 제2 연결배관의 상하 유동이 가능하도록 상기 제1 연결배관과 제2 연결배관 사이를 연결하는 연결조인트를 포함한다.

바람직하게, 상기 구동모터는 동력전달수단을 매개로 상기 이송스크류와 구동연결되고, 상기 동력전달수단은 상기 구동모터에 구동 연결된 수직샤프트와, 상기 수직샤프트에 교차되게 나사 결합되어 상기 이송스크류에 구동 연결되는 수평샤프트를 포함한다.

바람직하게, 상기 본체의 일단에는 상기 하부 수조내 용강 유입이 이루어지는 유입홀이 형성되고 상기 본체의 타단에는 상기 연결배관이 연결되는 배출홀이 형성되어, 상기 이송스크류의 회전시 상기 하부 수조내 용강이 상부 수조를 향해 일방향으로 이동된다.

바람직하게, 상기 승강유닛은 상기 하부 수조의 상측에 고정되고 내부에 가이드홈이 형성된 가이드편과, 상기 본체가 고정 설치되어 상기 가이드홈에 상하방향으로 이동가능하게 장착되는 가이드바와, 상기 가이드바에 마련되어 상기 하부 수조내 용탕면에 부유되는 부표를 포함한다.

바람직하게, 상기 수직샤프트는 내주면에 레일홈이 형성된 제1 수직샤프트와, 상기 레일홈을 따라 상,하방향으로 슬라이딩 이동되는 레일돌기가 외주면에 형성된 제2 수직샤프트로 구성된다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.

첫째, 본 발명은 부표를 통해 하부 수조 내부의 용탕 량에 따라 본체가 상하이동을 할 수 있도록 구성함으로써, 용탕면의 고,저에 관계없이 항상 적정량을 이동할 수 있다는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 이송스크류를 통해 하부 수조 내부의 용탕을 하부 수조로 일정량 공급할 수 있으므로, 표면처리용 강판의 품질을 균일하게 할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 용탕 연속공급장치를 도시한 구성도.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 용탕 연속공급장치의 주입구에 대한 작동 상태를 도시한 상태도.
도 3은 본 발명에 따른 용탕 연속공급장치를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 용탕 연속공급장치의 이송스크류를 도시한 사시도.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 용탕 연속공급장치의 동력전달수단을 도시한 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 용탕 연속공급장치의 승강유닛을 도시한 구성도.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 용탕 연속공급장치를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 용탕 연속공급장치는, 크게 본체(100), 이송스크류(200), 구동모터(300), 연결배관(400) 및 승강유닛(500)을 포함하는 구성으로, 용탕면의 고,저에 관계없이 적량의 용탕을 상부 수조(610)로 연속적으로 공급할 수 있도록 한다.

구체적으로, 본체(100)는 하부 수조(620)의 내부 공간, 보다 상세하게는 하부 수조(620)에 충진된 용탕에 잠긴 상태로 위치되며, 하부 수조(620)의 용탕 중 일정량을 상부 수조(610)로 이동되도록 한다.

이를 위해, 본체(100)의 내부에는 용탕이 이송되는 이송유로(110)가 연장 형성되고, 본체(100)의 일단에는 용강이 유입되는 유입홀(101)이 형성되며, 본체(100)의 타단에는 유입된 용강이 배출되는 배출홀(102)이 형성된다. 이 배출홀(102)은 연결배관(400)과 연통되게 연결되므로, 배출홀(102)을 통해 배출된 용강은 상부 수조(610)로 이동될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 용탕 연속공급장치의 이송스크류를 나타낸 도면이다.

특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 이송유로(110)에는 용강의 일방향 이동을 위한 이송스크류(200)가 마련된다. 이송스크류(200)는 중심샤프트와 이 중심샤프트의 길이방향으로 나선 형태로 연장되는 임펠러로 이루어지며, 이 임펠러의 폭방향 끝단은 본체(100)의 내경면까지 연장된다. 따라서, 이송스크류(200)의 회전시 본체(100)의 유입홀(101)을 통해 유입된 용강은, 본체(100)의 배출홀(102)을 향해 일방향으로 이송될 수 있다.

도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 용탕 연속공급장치의 동력전달수단을 나타낸 도면이다.

도 5a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 이 이송스크류(200)는 구동모터(300)로부터 회전력을 전달받는다. 구동모터(300)는 이송스크류(200)에 동력을 전달하는 동력원으로, 동력전달수단(301)을 매개로 이송스크류(200)와 구동연결된다. 동력전달수단(301)은 교차되게 나사산이 맞물려 결합되어 지지베어링(210)에 의해 지지되는 수직샤프트(310) 및 수평샤프트(320)로 이루어지는데, 구동모터(300)의 작동에 의해 수직샤프트(310)가 회전되면, 수직샤프트(310)에 맞물려 있는 수직샤프트(310)가 연동하여 회전하게 되며, 수직샤프트(310)에 연결된 이송스크류(200) 또한 회전하면서 이송유로(110)내 용강이 일방향으로 이동하게 된다.

여기서, 수직샤프트(310)는 레일홈(311)이 형성된 제1 수직샤프트(310a)와, 레일돌기(312)가 외주면에 형성된 제2 수직샤프트(310b)로 이루어진다. 이는 후술하는 승강유닛(500)에 의한 본체(100)의 상,하방향 이동시, 제2 수직샤프트(310b)의 레일돌기(312)가 제1 수직샤프트(310a)의 레일홈(311)을 따라 상,하방향으로 슬라이딩 이동되도록 하기 위함이다.

도 6은 본 발명에 따른 용탕 연속공급장치의 승강유닛을 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본체(100)는 연결배관(400)을 통해 상부 수조(610)에 수직되게 연결된다. 연결배관(400)은 본체(100)내 용강을 상부 수조(610)로 이동시키기 위한 이송관으로, 상부 수조(610)에 연결되는 제1 연결배관(410)과, 본체(100)의 배출홀(102)에 연결되는 제2 연결배관(420)과, 이들 제1 연결배관(410)과 제2 연결배관(420) 사이를 연결하는 연결조인트(430)로 구성되며, 이들 제1 연결배관(410) 및 제2 연결배관(420)은 소정 거리 이격되게 배치된다.

이로써, 승강유닛(500)에 의해 본체(100)가 상,하방향으로 이동되는 경우에도, 제2 연결배관(420)은 연결조인트(430) 내부를 상,하 이동하면서 연결배관(400)의 전체 길이에 대한 보정이 이루어질 수 있다.

본체(100)는 하부 수조(620)내 용탕 수위에 따라 상,하방향으로 이동될 수 있는데, 이는 승강유닛(500)을 통해 구현된다. 승강유닛(500)은 하부 수조(620)의 상측에 고정되는 가이드편(520)과, 본체(100)가 고정 설치되는 가이드바(530)와, 하부 수조(620)내 용탕면에 부유되는 부표(510)로 구성된다.

이때, 가이드편(520)의 내부에 형성된 가이드홈(521)에 가이드바(530)가 상하방향으로 이동가능하게 장착되므로, 용탕면의 수위가 변하더라도 용탕면에 대한 본체(100)의 위치가 일정하게 유지될 수 있으며, 결국, 용탕면의 고,저에 관계없이 항상 적정량의 용강을 상부 수조(610)에 공급할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

상부 수조(610)의 내부에 담겨진 용탕(2)이 가열체에 의하여 가열되어 증기를 발생하고 있는 상태에서, 용탕(2)이 증기화 되어 있는 상부 수조(610)의 위로 강판이 연속으로 공급되어 이동하고, 증기화된 용탕(2)이 상부수조(610)의 내부에서 용탕 량이 줄어들면, 줄어든 만큼의 용탕 량을 보상하기 위해 구동모터(300)가 작동된다.

구동모터(300)의 작동에 의해 수직샤프트(310)가 회전되면, 수직샤프트(310)에 교차되게 맞물려 있는 수평샤프트(320)가 회전되면서, 이송스크류(200)가 회전하게 된다. 이때, 본체(100)에 형성된 유입홀(101)을 통해 본체(100) 내의 이송유로(110)로 용탕(2)이 유입되면, 용탕(2)은 이송스크류(200)의 회전작용에 의하여 본체(100)의 배출홀(102) 방향으로 이동하게 되고, 배출홀(102)에 이동된 용탕(2)은 연결배관(400)을 통하여 상부 수조(610)의 내부로 공급된다.

용탕(2)이 상부 수조(610)로 공급되면, 하부 수조(620)의 용탕이 줄어드는데, 이때 용탕(2)의 높이에 따라 부표(510)가 이동을 하고, 부표(510)의 이동에 따라 가이드바(530)가 이동하게 되면서 본체(100) 또한 옹탕의 높에 따라 이동하게 된다. 이로써, 본 발명은 소모되는 용탕(2)의 량에 제약을 받지 않고, 상부 수조(610)에 계속적이고 일정한 용탕의 공급이 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 부표를 통해 하부 수조 내부의 용탕 량에 따라 본체가 상하이동을 할 수 있도록 구성함으로써, 용탕면의 고,저에 관계없이 항상 적정량을 이동할 수 있고, 이송스크류를 통해 하부 수조 내부의 용탕을 하부 수조로 일정량 공급할 수 있으므로, 표면처리용 강판의 품질을 균일하게 할 수 있는 등의 우수한 장점을 갖는다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 :본체 101 :유입홀
102 :배출홀 110 :이송유로
200 :이송스크로 300 :구동모터
301 :동력전달수단 310 :수직샤프트
310a :제1 수직샤프트 310b :제2 수직샤프트
311 :레일홀 312 :레일돌기
320 :수평샤프트 400 :연결배관
410 :제1 연결배관 420 :제2 연결배관
500 :승강유닛 510 :부표
520 :가이드핀 530 :가이드바
610 :상부 수조 620 :하부 수조

Claims

하부 수조의 용탕을 상부 수조로 연속적으로 공급하기 위한 용탕 연속공급장치로서,
하부 수조 내에 위치되고 내부에 이송유로가 연장 형성되는 본체;
상기 이송유로 내에 설치되어 상기 이송유로내 유입된 용탕을 일방향으로 이송시키는 이송스크류;
상기 이송스크류를 회전시키기 위한 구동모터; 및
상기 이송유로를 상기 상부 수조에 연통되게 연결시키는 연결배관을 포함하는 용탕 연속공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 하부 수조내 용탕 수위에 따라 상기 본체가 상하이동되도록 부표를 구비하여 상기 하부 수조내에 장착되는 승강유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용탕 연속공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연결배관은 상기 상부 수조에 연결되는 제1 연결배관과, 상기 본체의 이송유로에 연결되는 제2 연결배관과, 상기 제2 연결배관의 상하 유동이 가능하도록 상기 제1 연결배관과 제2 연결배관 사이를 연결하는 연결조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 용탕 연속공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 구동모터는 동력전달수단을 매개로 상기 이송스크류와 구동연결되고, 상기 동력전달수단은 상기 구동모터에 구동 연결된 수직샤프트와, 상기 수직샤프트에 교차되게 나사 결합되어 상기 이송스크류에 구동 연결되는 수평샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 용탕 연속공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 본체의 일단에는 상기 하부 수조내 용강 유입이 이루어지는 유입홀이 형성되고 상기 본체의 타단에는 상기 연결배관이 연결되는 배출홀이 형성되어, 상기 이송스크류의 회전시 상기 하부 수조내 용강이 상부 수조를 향해 일방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 용탕 연속공급장치.
청구항 2에 있어서,
상기 승강유닛은 상기 하부 수조의 상측에 고정되고 내부에 가이드홈이 형성된 가이드편과, 상기 본체가 고정 설치되어 상기 가이드홈에 상하방향으로 이동가능하게 장착되는 가이드바와, 상기 가이드바에 마련되어 상기 하부 수조내 용탕면에 부유되는 부표를 포함하는 것을 특징으로 하는 용탕 연속공급장치.
청구항 5에 있어서,
상기 수직샤프트는 내주면에 레일홈이 형성된 제1 수직샤프트와, 상기 레일홈을 따라 상,하방향으로 슬라이딩 이동되는 레일돌기가 외주면에 형성된 제2 수직샤프트로 구성되는 것을 특징으로 하는 용탕 연속공급장치.