KR20130067642A - 스나우트 내부의 애쉬제거장치 - Google Patents

스나우트 내부의 애쉬제거장치 Download PDF

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Abstract

스나우트 내벽에서 발생되는 애쉬를 연속적으로 제거하는 스나우트 내부의 애쉬제거장치가 소개된다.
스나우트 내부의 애쉬제거장치는 스나우트 내벽에 대향되게 배치되는 한 쌍의 회전롤러와 한 쌍의 회전롤러에 순환 이동 가능하게 결합되는 필드벨트로 구성된 캐터필드와, 캐터필드에 묻은 애쉬가 분리되도록 단부가 상기 필드벨트의 표면에 밀착되게 배치되는 스크래퍼와, 캐터필드에서 분리된 애쉬를 수집하기 위해 상기 스크래퍼의 하측에 이격되게 배치되는 수집판을 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명에 의하면, 스나우트 내부의 애쉬가 낙하하여 스트립에 결함을 야기하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Description

스나우트 내부의 애쉬제거장치{APPARATUS FOR REMOVING ASH OF SNOUT}
본 발명은 스나우트 내부의 애쉬제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스나우트 내벽에서 발생되는 애쉬를 신속하고 연속적으로 제거할 수 있는 스나우트 내부의 애쉬제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 용융아연도금 강판은 우수한 내식성을 바탕으로 일반 건축자재용을 비롯하여 미려한 표면관리가 요구되는 가전용 외판재 및 자동차용 외판재까지 적용범위가 점점 확대되고 있다.
이와 관련된 용융 아연 도금 설비로서, "강판 도금 라인의 스나우트 스나우트 내부의 애쉬제거장치(특허공개공보 : 10-2010-0073720)"가 공지되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉간 압연된 코일의 강판(10)은 페이오프 릴(미도시)과 용접기(미도시)를 연속 통과하면서, 가열로(11)에서 열처리 되고, 가열된 강판(10)은 아연 도금에 적당한 온도로 유지되는 상태에서, 도금액(13a) 즉, 용융아연이 충진된 도금조(13)로 인입된다.
이때, 가열로(11)와 도금조(13) 사이에 연계되는 설비에는, 대기 노출됨에 따른 강판의 표면산화를 방지하기 위한 스나우트(12 : snout)가 설치되는데, 이 스나우트(12)의 내부에는 표면 산화에 의한 강판의 도금불량을 방지하기 위하여 불활성가스가 충진되기도 한다. 그리고 가열로(11), 스나우트(12) 및, 도금조(13)의 싱크롤과 스테빌라이징 롤 들을 통과한 도금강판(10)은, 도금조 직상부에 배치된 에어나이프(14)에서 수요가가 원하는 도금량으로 조정된다.
그런데, 스나우트의 내부 벽체에는 도금조의 탕면에서 증발된 애쉬가 달라 붙게 되는데, 이 경우 애쉬를 제거하기 위해, 종래에는 스나우트를 도금조로부터 리프팅 시킨 후, 질소(N2) 가스를 스나우트 내부 벽체에 분사하여 벽체에 쌓인 애쉬를 제거하였다.
그러나, 종래 애쉬를 제거하는 조치가 비연속적으로 실시됨에 따라, 스나우트의 내부 벽체에 발생되는 애쉬를 신속하게 제거하지 못하였고, 애쉬의 제거 작업이 스나우트를 리프팅한 이후에 실시되므로, 애쉬를 제거하는 작업시간 동안 전체 공정이 지연되고, 생산 및 설비에 악영향을 초래하여 강판이 정상적으로 생산되기 어렵게 되는 문제가 발생되었다.
특히, 스나우트의 내벽에서 발생되는 애쉬가 낙하하여 탕면에 부유되면, 탕면의 애쉬가 스나우트를 이동하는 스트립에 달라붙게 되고, 애쉬가 도금조의 싱크롤에 붙게 되면, 스트립의 전, 후면에 밝은 흰색 줄무늬 형태로 잔존하게 되는 바, 결국, 이러한 문제들은 고품질 자동차강판 표면도장에 있어서 치명적인 결함으로 작용되어 도금 품질에 심각한 불량을 초래하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 스나우트 내벽에서 발생된 애쉬가 스트립이나 도금조의 탕면으로 낙하는 것을 미연에 방지할 수 있는 스나우트 내부의 애쉬제거장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스나우트 내부의 애쉬제거장치는, 스나우트 내벽에서 발생되는 애쉬를 연속적으로 제거하기 위한 것으로, 캐터필드, 스크래퍼 및 수집판을 포함한다. 여기서, 캐터필드는 스나우트 내벽에 대향되게 배치되는 한 쌍의 회전롤러와, 상기 한 쌍의 회전롤러에 순환 이동 가능하게 결합되는 필드벨트로 구성되고, 스크래퍼는 상기 캐터필드에 묻은 애쉬가 분리되도록 단부가 상기 필드벨트의 표면에 밀착되게 배치되고, 수집판은 상기 캐터필드에서 분리된 애쉬를 수집하기 위해 상기 스크래퍼의 하측에 이격되게 배치된다.
바람직하게, 상기 한 쌍의 회전롤러는 상기 필드벨트의 상,하측을 회전가능하게 지지하는 상부 회전롤러와 하부 회전롤러로 구성되고, 상기 하부 회전롤러에는 상기 필드벨트로부터 애쉬를 용이하게 분리될 수 있도록 고온의 열을 인가하는 발열수단이 마련된다.
바람직하게, 상기 필드벨트에는 요철 형태로 돌출되게 걸림부가 형성된다.
바람직하게, 상기 스크래퍼의 단부는 경사면을 갖는 쐐기 형태로 구성되어 상기 하부 회전롤러에 의해 회전되는 필드벨트의 굴곡 표면에 밀착되게 위치된다.
바람직하게, 상기 필드벨트는 상기 발열수단에서 발생된 열의 전달이 이루어지는 전도성의 메탈 체인으로 구성된다.
바람직하게, 상기 발열수단에는 상기 필드벨트에서 분리되는 애쉬 량에 따라 작동신호를 선택적으로 인가하는 컨트롤러가 연결된다.
바람직하게, 상기 걸림부는 탄성력을 갖는 합성수지 재질로 이루어진다.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.
첫째, 본 발명은 스나우트 내부에 맺히는 애쉬가 스트립으로 낙하하여 야기되는 스트립 결함을 미연에 방지할 수 있다는 이점이 있다.
둘째, 본 발명은 스나우트 내부에서 발생되는 애쉬를 연속적으로 제거함으로써, 종래 스나우트 내벽에 맺힌 애쉬의 제거를 위해, 에어 블로잉(Air Blowing)이나 스나우트의 내부 청소와 같은 비연속적인 조치의 단점을 보완할 수 있다는 이점이 있다.
셋째, 본 발명은 용융도금 공정 도중에 스나우트 내벽에 묻은 애쉬를 연속적으로 제거할 수 있으므로, 스나우트를 리프팅시켜 애쉬를 제거하는 등의 별도 청소작업이 불필요하고, 나아가 제품의 생산성이 향상될 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 용융아연도금 강판의 애쉬생성방지장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스나우트 내부의 애쉬제거장치를 도시한 구성도.
도 3은 도 2의 "A"부를 확대하여 도시한 확대도.
도 4는 제1 실시예의 변형에 따른 본 발명의 스나우트 내부의 애쉬제거장치를 도시한 구성도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라 스나우트 내부의 애쉬제거장치에 발열수단을 설치된 상태를 도시한 구성도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스나우트 내부의 애쉬제거장치를 도시한 구성도.
이하에서는 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스나우트 내부의 애쉬제거장치를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 "A"부를 확대하여 나타낸 도면이며, 도 4는 제1 실시예의 변형에 따른 본 발명의 스나우트 내부의 애쉬제거장치를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스나우트 내부의 애쉬제거장치는, 스나우트(10)의 내벽에 이격 배치되어 스나우트(10) 내에서 발생되는 애쉬(11)가 효과적으로 제거되도록 한다.
이를 구현하기 위해, 본 발명에서는 스나우트(10)의 내벽에서 발생되는 애쉬(11)를 연속적으로 제거하는 구성(제1 실시예)과, 애쉬(11) 량에 따라 회전롤러(110)에 열을 선택적으로 인가하는 구성(제2 실시예)이 소개된다.
구체적으로, 제1 실시예에 따른 애쉬제거장치는, 크게 캐터필드(100), 스크래퍼(200) 및 수집판(300)을 포함하여 이루어진다.
캐터필드(100)는 스나우트(10)의 내벽에 나란하게 배치된다. 물론, 도 4에 도시된 바와 같이, 스나우트(10)의 내벽에 안착홈부(12)를 형성함으로써, 캐터필드(100)가 스나우트(10)의 안착홈부(12)에 장착되도록 구성할 수도 있다.
이러한 캐터필드(100)는 도금조의 탕면에서 증발된 애쉬(11)가 필드벨트(120)의 표면에 묻게 함으로써, 애쉬(11)가 스나우트(10)의 내벽에 묻게 되는 것을 미연에 방지한다.
예컨대, 캐터필드(100)는 스나우트(10)의 내벽에 나란하게 배치되는 한 쌍의 회전롤러(110)와 필드벨트(120)로 구성된다. 여기서, 한 쌍의 회전롤러(110)는 캐터필드(100)의 상단측에 위치되는 상부 회전롤러(110a)와, 캐터필드(100)의 하단측에 위치되는 하부 회전롤러(110b)로 구성되며, 이들 상부 회전롤러(110a) 및 하부 회전롤러(110b) 중 어느 하나의 회전롤러(110)에는 구동모터(미도시)가 구동 연결될 수 있다.
이때, 캐터필드(100)의 회전롤러(110)는 필드벨트(120)에 밀착되게 결합되는 롤러 형태로 구성되는 것이 바람직하다. 하지만, 회전롤러(110)는 필드벨트(120)에 맞물려 결합되는 스크라켓 형태로 구성될 수 있음은 물론이다.
본 실시예에서는 애쉬(11)가 캐터필드(100)에 붙도록 하는 캐터필드(100)의 기능에 대하여 설명하였으나, 캐터필드(100)를 스나우트(10)의 내벽에 밀착되게 설치하는 경우, 캐터필드(100)는 스나우트(10)의 내벽에 이미 맺혀 있는 애쉬(11)를 제거하는 기능을 수행할 수도 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라 스나우트 내부의 애쉬제거장치에 발열수단을 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 회전롤러(110) 중에서 하부 회전롤러(110b)에는, 필드벨트(120)로부터 애쉬(11)를 용이하게 분리시키기 위한 발열수단이 내장될 수 있다. 이 발열수단은 하부 회전롤러(110b)의 내부에 나선 형태로 내장되는 발열코일(410)로 구성되어, 필드벨트(120)에 높은 온도의 열원을 전달하는데, 이를 통해 하부 회전롤러(110b)에 접촉되는 필드벨트(120)에서는 발열코일(410)의 열원을 전달받아 애쉬(11)가 쉽게 분리될 수 있다.
그리고 캐터필드(100)의 필드벨트(120)는, 폐루프 형태의 벨트로 이루어지고, 해당 상측부 및 하측부가 각각 상부 회전롤러(110a) 및 하부 회전롤러(110b)에 의해 지지됨으로써, 회전롤러(110)의 회전시 상부 회전롤러(110a) 및 하부 회전롤러(110b) 사이를 순환 이동할 수 있다.
이러한 필드벨트(120)는 전도성이 우수한 메탈 체인으로 구성된다. 이를 통해, 필드벨트(120)는 하부 회전롤러(110b)에 내장된 발열수단으로부터 열을 전달받을 수 있으므로, 높은 온도에서 애쉬(11)를 보다 쉽게 분리될 수 있다.
특히, 애쉬(11)가 보다 용이하게 필드벨트(120)의 표면에 달라 붙도록 하기 위해, 필드벨트(120)는 요철 형태로 이루어진다. 바람직한 형태로서, 필드벨트(120)에는 해당 상면으로 돌출되는 복수의 걸림부(121)가 이격되어 형성된다. 이 걸림부(121)는 탄성력을 갖는 합성수지 재질, 예를 들어, poly 재질로 이루어져, 필드벨트(120)의 표면적을 높이는 효과를 구현한다. 이는 평평한 상태의 표면보다 요철 형태의 표면에서 애쉬(11)가 쉽게 달라붙을 수 있기 때문이다.
이에 따라, 탕면에서 증발된 애쉬(11)가 캐터필드(100)의 필드벨트(120)에 접촉되면, 애쉬(11)는 필드벨트(120)의 걸림부(121)에 보다 쉽게 달라붙게 되고, 애쉬(11)가 묻은 필드벨트(120)는 회전롤러(110)의 회전에 의해 도면의 반시계방향으로 회전되면서, 스크래퍼(200)를 통해 필드벨트(120)로부터 분리될 수 있다.
스크래퍼(200)는 필드벨트(120)의 표면에 묻어 있는 애쉬(11)를 필드벨트(120)로부터 분리하기 위한 것으로, 해당 단부가 필드벨트(120)의 표면에 밀착되게 배치된다. 이때, 스크래퍼(200)를 고정하기 위해 별도의 지지프레임(미도시)이 사용될 수 있다.
그리고 스크래퍼(200)의 단부는 경사면을 갖는 쐐기 형태로 구성된다. 쐐기 형태의 스크래퍼(200)의 단부를 필드벨트(120)의 굴곡 표면에 밀착시키면, 필드벨트(120)로부터 애쉬(11)를 보다 쉽게 분리할 수 있다.
수집판(300)은 애쉬(11)를 수집하기 위한 용기 형태로 구성되어 스크래퍼(200)의 하측에 이격되게 배치된다. 즉, 스크래퍼(200)에 의해 애쉬(11)가 캐터필드(100)에서 분리되어 낙하하는 경우, 수집판(300)은 낙하하는 애쉬(11)를 수집함으로써, 애쉬(11)가 도금조의 탕면에 부유되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 캐터필드(100)를 스나우트(10)의 내벽에 나란하게 배치한 상태에서, 스크래퍼(200)의 단부를 캐터필드(100)의 필드벨트(120) 표면에 밀착되도록 설치하고, 스크래퍼(200)의 하측에 수집판(300)을 위치시킨다.
이후, 구동모터를 작동시켜 회전롤러(110)를 회전시킨다. 캐터필드(100)의 회전롤러(110)가 작동되면, 필드벨트(120)는 상부 회전롤러(110a)와 하부 회전롤러(110b) 사이를 느린 속도로 순환하는데, 이때, 필드벨트(120)의 표면에는 애쉬(11)가 달라붙게 된다. 필드벨트(120)의 표면에 붙은 애쉬(11)는 하부 회전롤러(110b)의 위치에 이르러, 스크래퍼(200)의 단부에 의해 필드벨트(120)의 표면에서 분리되고, 분리된 애쉬(11)는 낙하하여 수집판(300)에 모이게 된다.
이때, 회전롤러(110)에 마련된 발열수단을 작동시키면, 필드벨트(120)에 묻어 있는 애쉬(11)를 보다 용이하게 분리시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스나우트 내부의 애쉬제거장치를 나타낸 도면이다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 본 발명은, 크게 캐터필드(100), 스크래퍼(200), 수집판(300), 발열수단, 감지센서(420) 및 컨트롤러(500)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 캐터필드(100), 스크래퍼(200), 수집판(300) 및 발열수단 구성은 감지센서(420) 및 컨트롤러(500) 구성을 제외한 나머지 구성에 있어서, 제1 실시예에서 설명한 캐터필드(100), 스크래퍼(200), 수집판(300) 및 발열수단 구성과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 감지센서(420)는 스크래퍼(200)의 상,하측에 인접하게 배치되어 스크래퍼(200)의 유동을 감지하는데, 특히, 스크래퍼(200)가 필드벨트(120)에 묻어있는 애쉬(11)에 의해 일정 각도 이상으로 유동되는 경우, 감지센서(420)는 이를 감지하여 해당 감지신호를 컨트롤러(500)에 인가한다.
본 실시예에서는, 감지센서(420)에 의해 스크래퍼(200)의 유동이 감지되는 경우, 필드벨트(120)에 많은 양의 애쉬(11)가 묻어 있어 스크래퍼(200)의 유동이 증가된 것으로 정의하는 바, 예컨대, 감지센서(420)를 통해 스크래퍼(200)의 유동이 감지되면, 이 시점이 필드벨트(120)에 애쉬(11)가 많이 묻어 있는 시점으로 보는 것이다.
컨트롤러(500)는 감지센서(420) 및 발열수단과 전기적으로 연결되어, 감지센서(420)로부터 인가되는 감지신호의 유무에 따라 발열수단에 선택적으로 작동신호를 인가한다. 즉, 컨트롤러(500)는 감지센서(420)로부터 감지신호가 인가되면, 필드벨트(120)에 묻어 있는 애쉬(11)가 많은 것으로 판단하고, 작동신호를 발열수단에 인가함으로써, 필드벨트(120)가 가열되도록 하고, 이를 통해, 필드벨트(120)에 묻어 있는 애쉬(11)를 용이하게 분리되도록 하는 것이다.
이와 같이, 감지센서(420)의 감지신호에 따라 발열수단을 선택적으로 작동시킴으로써, 발열수단에 의한 회전롤러(110)의 과열을 방지하고, 보다 효율적으로 애쉬(11)를 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 스나우트 내부의 애쉬를 연속적으로 제거함으로써, 애쉬에 의해 발생되는 제품 결함을 미연에 방지하고, 스나우트의 내부 청소와 같은 비연속적인 조치의 단점을 보완할 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 :캐터필드 110 :회전롤러
120 :필드벨트 200 :스크래퍼
300 :수집판 410 :발열코일
420 :감지센서 500 :컨트롤러

Claims (7)

  1. 스나우트 내벽에서 발생되는 애쉬를 연속적으로 제거하는 스나우트 내부의 애쉬제거장치로서,
    스나우트 내벽에 대향되게 배치되는 한 쌍의 회전롤러와, 상기 한 쌍의 회전롤러에 순환 이동 가능하게 결합되는 필드벨트로 구성되는 캐터필드;
    상기 캐터필드에 묻은 애쉬가 분리되도록 단부가 상기 필드벨트의 표면에 밀착되게 배치되는 스크래퍼; 및
    상기 캐터필드에서 분리된 애쉬를 수집하기 위해 상기 스크래퍼의 하측에 이격되게 배치되는 수집판을 포함하는 스나우트 내부의 애쉬제거장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 한 쌍의 회전롤러는 상기 필드벨트의 상,하측을 회전가능하게 지지하는 상부 회전롤러와 하부 회전롤러로 구성되고, 상기 하부 회전롤러에는 상기 필드벨트로부터 애쉬를 용이하게 분리될 수 있도록 고온의 열을 인가하는 발열수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 스나우트 내부의 애쉬제거장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 필드벨트에는 요철 형태로 돌출되게 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스나우트 내부의 애쉬제거장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 스크래퍼의 단부는 경사면을 갖는 쐐기 형태로 구성되어 상기 하부 회전롤러에 의해 회전되는 필드벨트의 굴곡 표면에 밀착되게 위치되는 것을 특징으로 하는 스나우트 내부의 애쉬제거장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 필드벨트는 상기 발열수단에서 발생된 열의 전달이 이루어지는 전도성의 메탈 체인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스나우트 내부의 애쉬제거장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 발열수단에는 상기 필드벨트에서 분리되는 애쉬 량에 따라 작동신호를 선택적으로 인가하는 컨트롤러가 연결되는 것을 특징으로 하는 스나우트 내부의 애쉬제거장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 걸림부는 탄성력을 갖는 합성수지 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스나우트 내부의 애쉬제거장치.
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