KR20150053808A - 스나우트 내 이물 배출 장치 - Google Patents

Abstract

스나우트(snout) 내 이물 배출 장치에 있어서, 이송관 내의 막힘을 발생시키지 않고 배출 효율이 높은 스나우트 내 이물 배출 장치를 제공한다.
연속적으로 강대를 용융 금속 도금하는 설비에 있어서, 선단부가 도금욕 내에 침지된 스나우트의 내부에 발생하는 이물을 스나우트 내 이물 배출 장치로 배출할 때에 있어서, 상기 스나우트 내 이물 배출 장치는, 상기 스나우트 내에 배치되어 상기 스나우트 내의 이물을 흡입하는 흡입측 배관과, 상기 스나우트 밖에 배치되어 상기 스나우트 내의 이물을 배출하는 배출측 배관으로 이루어지는 이송관을 갖고, 상기 배출측 배관 내에는 스크류가 삽입되어 있고, 상기 스크류는 도금욕면에 대하여 경사져 설치되어 있는 스나우트 내 이물 배출 장치.

Description

스나우트 내 이물 배출 장치{IN-SNOUT CONTAMINANT DISCHARGING APPARATUS}

본 발명은, 연속 용융 금속 도금 설비의 스나우트(snout) 내 이물 배출 장치에 관한 것이다.

연속 용융 금속 도금 설비, 예를 들면 연속 용융 아연 도금 설비에 있어서는, 일반적으로 어닐링로에서 열처리를 행한 강대(steel strip)를 대기에 닿지 않도록 하기 위해, 어닐링로와 도금욕(plating bath) 간은 스나우트를 통하여 접속되어 있고, 내부는 환원성 가스로 채워져 있다. 스나우트를 통하여 도금욕 중에 반입된 강대는, 도금욕 중의 싱크 롤(sink roll)에 의해 상방으로 방향 전환되어 도금욕을 나온 후, 가스 와이핑(gas wiping)에 의해 용융 아연이 불어 떨어져, 소정의 도금 두께로 조정된다.

이러한 연속 용융 금속 도금 설비에 있어서, 도금욕 중의 이물(foreign substances)이 강대에 부착되어 품질 결함을 발생시키는 경우가 있다. 이러한 이물로서는, 드로스(dross)나 애시(ash)라고 칭해지는 이물이 있다. 드로스란, 강대로부터 도금욕 중에 용출된 Fe와, 도금 밀착성 향상을 목적으로 도금욕 중에 첨가되어 있는 Al이 반응하여 발생하는 Fe₂Al₅이고, 탑 드로스(top dross)라고도 칭해진다. 드로스가 강대에 부착된 채 프레스 가공 등을 행하면, 금형의 파손이나 눌린 흠집의 원인이 된다. 애시는 아연 흄(fumes)의 고체이고, 강대에 부착된 상태에서 가스 와이핑되면 불어 날려져 불(不)도금부가 발생한다.

또한, 상기의 이물 이외에도 도금욕 중의 아연이 공기와 반응하여 발생하는 산화 아연(산화 드로스라고도 칭해짐)이 있다. 이들 이물은 강대가 도금욕 내에 반입될 때의 도금욕의 흐름에 의해 스나우트 내로 인입되어, 스나우트 내부에 고이기 쉬워진다.

그 때문에, 스나우트 내의 도금욕면의 드로스 등의 이물을 배출하는 방법이나 장치가 지금까지 고안되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 스나우트 내의 욕면 부근에서 강판의 폭방향의 일 외측방에 공급 노즐과, 타 외측방에 흡입 노즐을 설치하고 각각 이송관의 타단에 설치한 펌프에 의해 폭방향의 흐름을 형성하여 드로스를 흡입하고, 노즐 부근에 집적시켜 배출 제거되는 방법이 제안되고 있다.

한편, 특허문헌 2에는, 드로스 등의 이물을 제거하는 방법으로서 스크류축을 이용한 방법이 제안되고 있다. 이 장치는, 스나우트 내의 욕면부에 비스듬히 자른 절구(cut end)의 일부를 욕면 상에 낸 흡입구를 U자 파이프의 일단에 형성하고, 타단 내에 파이프 타단 측벽에 형성한 배출구로부터 이물을 스나우트 밖으로 배출하는 욕(bath) 중 스크류를 설치한 것이다.

일본공개특허공보 평8-269659호 일본등록실용신안공보 제3008331호

그러나, 이들 방법에서는 이하에 드는 바와 같은 문제가 있었다. 특허문헌 1에서는, 사용하는 펌프의 구조상, 케이싱(casing)마다 임펠러(impeller)를 욕 중에 침지하여 사용한다. 임펠러 등이 용융 아연에 의한 부식 및 마모에 의해 손상을 받은 경우, 부품의 교환을 행할 필요가 있다. 이러한 경우, 드로스 등의 퇴적에 의해 케이싱과 이송관과의 접속부가 덮여 버려, 분해 정비가 곤란해지는 문제가 있었다. 또한, 상기 펌프에서는 토출구가 협소하기 때문에, 드로스가 막혀 이송관이 폐색됨으로써 송액 효율이 저하되어 버리는 문제가 있었다.

특허문헌 2에서는, 스크류를 욕면에 대하여 수직으로 설치한 경우, 이송관의 수평부로부터 수직부로의 접속부에서 압력 손실이 크고, 드로스를 포함하는 흐름이 체류하여 이송관 내벽에 고착됨으로써 이송관의 폐색을 발생시키는 문제가 있다. 또한, 도금욕면에 대하여 수직으로 스크류가 설치되어 있는 경우, 이송관 수평부에서 토출구까지의 거리가 짧아지고, 설치할 수 있는 스크류의 날개 매수가 적어 배출 효율이 저하되어 버린다. 그 결과, 충분한 유량이 얻어지지 못하여 드로스가 굳어지기 쉽다는 문제가 있다.

또한, 실제의 보수 정비시에는, 도금욕을 포함하는 포트를 라인 진행 방향에 대하여 수평으로 이동 혹은 승강시켜 작업을 행하는 것이 일반적이다. 그때, 포트를 수평으로 이동시키는 경우에는, 배출 펌프 이송관 수평부의 하단이 포트 벽면과 간섭하지 않도록 하기 위해, 포트 상면의 높이 이상으로 배출 펌프를 승강시키는 기구가 필요하다. 또한, 포트를 승강시키는 경우에도, 스나우트 및 배출 펌프 이송관 수평부의 하단이 포트 벽면과 간섭하지 않도록 하기 위한 승강량을 확보할 필요가 있다. 어느 쪽이든, 배출 펌프 이송관을 도금욕에 침지시켜 사용하면, 이러한 승강량을 크게 설계할 필요가 있다. 이 때문에, 가구(架構)식 구조가 커져 버려, 설비 관리상 또는 비용상 바람직하지 않다. 또한, 이송관 길이를 크게 하면, 압력 손실이 커져 배출 효율이 저하되어 버리는 문제가 있다. 이러한 이유에서, 승강량을 작게 하고 압력 손실을 작게 하기 위해, 이송관의 수평부를 최대한 욕면에 가깝게 하여, 이송관 길이를 작게 하는 것이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여, 이송관 내의 막힘을 발생시키지 않고 배출 효율이 높은 스나우트 내 이물 배출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 행한 결과, 스크류를 욕면에 대하여 기울여 설치하는 것을 발견했다. 본 발명의 요지는 이하와 같다.

[1] 연속적으로 강대를 용융 금속 도금하는 설비에 있어서, 선단부가 도금욕 내에 침지된 스나우트의 내부에 발생하는 이물을 스나우트 내 이물 배출 장치로 배출할 때에 있어서,

상기 스나우트 내 이물 배출 장치는, 상기 스나우트 내에 배치되어 상기 스나우트 내의 이물을 흡입하는 흡입측 배관과, 상기 스나우트 밖에 배치되어 상기 스나우트 내의 이물을 배출하는 배출측 배관으로 이루어지는 이송관을 갖고, 상기 배출측 배관 내에는 스크류가 삽입되어 있고, 상기 스크류는 도금욕면에 대하여 경사져 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스나우트 내 이물 배출 장치.

[2] 상기 스크류의 날개 및 축은 내식성 재료로 형성되어 있음과 함께, 육성 용접 가공(performing weld overlay)이 행해져 있는 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 스나우트 내 이물 배출 장치.

[3] 상기 스크류는 스크류축 구동부를 갖고, 상기 스크류축 구동부와 상기 배출측 배관은, 도금욕 밖에서 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2]에 기재된 스나우트 내 이물 배출 장치.

본 발명에서는, 스크류를 욕면에 대하여 경사시켜 설치했기 때문에, 욕면에 대하여 수직으로 설치하는 경우에 비해, 이송관 곡관부에서의 압력 손실이 작다. 또한, 스크류 날개의 매수를 보다 많이 설치할 수 있다. 이 때문에, 이물의 배출 효율이 오르고, 이송관 내에 이물이 고착되기 어려워져, 스나우트 내 이물 배출 장치를 장기간에 걸쳐 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 스나우트 내 이물 배출 장치의 실시 형태를 나타내는 단면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

도 1은, 본 발명의 스나우트 내 이물 배출 장치의 실시 형태를 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타나는 바와 같이, 연속 용융 금속 도금 설비에 있어서, 도금욕조(1)의 용융 금속 내에는 스나우트(2)가 삽입되어 있고, 스나우트(2)를 통하여 강대(S)는 연속적으로 용융 금속 내에 반입된다. 스나우트(2)를 통하여 도금욕조(1) 중에 반입된 강대(S)는, 도금욕조(1) 중의 싱크 롤(3)에 의해 상방으로 방향 전환되어 서포트 롤(4)을 통과하여 도금욕조(1)를 나온다. 그 후, 가스 와이핑 노즐(5)에 의해 강대(S) 표면의 여분의 용융 금속이 불어 떨어져(blown off), 소정의 도금 두께로 조정된다.

본 발명의 스나우트 내 이물 배출 장치는, 스나우트(2) 내의 이물을 이송하는 이송관(6)을 갖는다. 이송관(6)은, 이송관(6)의 일단을 형성하고 스나우트(2) 내에 설치되는 흡입측 배관(6a)과, 이송관(6)의 타단측을 형성하고 스나우트(2) 밖에 설치되는 배출측 배관(6b)으로 이루어진다. 이송관(6)은, 예를 들면, 곡관부를 갖는 U자형 형상이면 좋다. 배출측 배관(6b) 내에는 스크류(7)가 삽입되어 있다. 스크류(7)의 일단은 스크류축 구동부(8)를 이루고 있고, 스크류축 구동부(8)와 배출측 배관(6b)은, 도금욕조(1) 밖에서 접속부(9)를 통하여 접속되어 있다.

배출측 배관(6b)의 측면에는 배출구(10)가 형성되어 있다. 배출구(10)는, 도금욕조(1) 중에 개구하도록 형성되어 있다. 스나우트(2) 내의 이물(11)은, 흡입측 배관(6a)으로부터 흡입되어, 스크류(7)의 가동에 의해 이송관(6) 내를 이동하고, 최종적으로 배출측 배관(6b)을 통하여 배출구(10)로부터 스나우트(2) 밖으로 배출된다.

본 발명에 있어서, 스크류(7)는 도금욕면에 대하여 경사져 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 스크류(7)가 도금욕면에 대하여 경사져 있음으로써, 욕면에 대하여 수직으로 설치하는 경우에 비해, 이송관(6)의 곡관부에서의 압력 손실이 작다. 또한, 스크류(7)의 날개 매수를 보다 많이 할 수 있기 때문에, 이물의 배출 효율이 향상된다. 이 때문에, 이송관(6) 내에 이물이 고착되기 어려워져, 스나우트 내 이물 배출 장치의 교체 빈도를 저감시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 스나우트 내 이물 배출 장치는, 장기간에 걸쳐 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 「스크류」란, 나사 날개가 부착된 축을 회전시켜, 스나우트(2) 내의 이물(11)에 축방향의 추진력을 부여하여 연속적으로 반송시키는 것이다.

스크류(7)의 나사 날개의 피치로서는, 적어도 1.5피치 이상이 바람직하다. 1.5피치 미만의 경우, 이물의 배출 효율이 저하된다.

스크류(7)의 경사 각도로서는, 욕면으로부터 30도 이상 80도 이하인 것이 바람직하다. 경사 각도가 30도 미만에서는, 스크류(7)의 축이 크게 휘어, 이송관(6)과 스크류(7)의 날개가 접촉할 우려가 있다. 경사 각도가 80도 초과에서는, 스크류(7)의 나사 날개의 피치를 늘릴 수 없고, 그 결과, 이물의 배출 효율이 저하된다.

스크류(7)의 날개 및 축은, 고온의 용융 금속에 침지되어 있기 때문에, 내식성 재료인 것이 바람직하다. 아울러, 스크류(7)의 날개 및 축은, 내마모성 및 두께 확보의 점에서, 육성 용접 가공을 행하고 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 내식성 재료를 이용하여 육성 용접 가공을 행하고 있음으로써, 내식성이 향상되고, 부식에 의한 용손(erosion)의 발생을 막을 수 있다. 내식성 재료로서는, 예를 들면, 64Co-28Cr-4W계 합금을 들 수 있다.

또한, 스크류축 구동부(8)와 배출측 배관(6b)은, 도금욕조(1) 밖에서 접속되어 있다. 그 때문에, 스크류축 구동부(8)의 용융 금속의 부착을 방지할 수 있다. 또한, 스크류축 구동부(8)와 배출측 배관(6b)은, 접속부(9)로 접속되어 있다. 그 때문에, 용이하게 스크류(7)를 이송관(6)으로부터 탈착할 수 있다. 따라서, 용이하게 이송관(6)의 교환이 가능하다.

실시예 1

연속 용융 아연 도금 설비에 있어서, 도 1에 나타내는 본 발명의 스나우트 내 이물 배출 장치를 이용하여 용융 아연 도금 강판을 제조했다. 도금욕의 온도는 460±5℃ 이내로 하고, Al을 질량％로 0.12∼0.15％ 첨가한 아연-Al욕(Fe: 0.05질량％ 이하, Pb: 0.02질량％ 이하)을 이용했다. 또한, 스크류에는, 2피치(169㎜)의 나사 날개(2조 나사 타입)를 이용했다. 스크류의 경사 각도는 56도로 했다. 라인 가동 중은 상시 사용 상태로 했다. 그 결과, 사용 개시부터 60일이 경과해도, 이물에 의한 이송관의 폐색이 없이 사용 가능한 상태를 유지할 수 있었다. 또한, 부식에 의한 용손도 거의 없었다. 이 내용(耐用) 기간은, 이전에 사용하고 있던 분류형 펌프(jet-type pump)의 실적 내용 기간 30일에 비해 2배 이상으로 길다.

1 : 도금욕조
2 : 스나우트(snout)
3 : 싱크 롤(sink roll)
4 : 서포트 롤(support roll)
5 : 가스 와이핑 노즐(gas wipiing nozzle)
6 : 이송관
6a : 흡입측 배관
6b : 배출측 배관
7 : 스크류
8 : 스크류축 구동부
9 : 접속부
10 : 배출구
11 : 이물(foreign substances)
S : 강대(steel strip)

Claims (3)

1. 연속적으로 강대를 용융 금속 도금하는 설비에 있어서, 선단부가 도금욕 내에 침지된 스나우트(snout)의 내부에 발생하는 이물을 스나우트 내 이물 배출 장치로 배출할 때에 있어서,
   상기 스나우트 내 이물 배출 장치는, 상기 스나우트 내에 배치되어 상기 스나우트 내의 이물을 흡입하는 흡입측 배관과, 상기 스나우트 밖에 배치되어 상기 스나우트 내의 이물을 배출하는 배출측 배관으로 이루어지는 이송관을 갖고,
   상기 배출측 배관 내에는 스크류가 삽입되어 있고, 상기 스크류는 도금욕면에 대하여 경사져 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스나우트 내 이물 배출 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스크류의 날개 및 축은 내식성 재료로 형성되어 있음과 함께, 육성 용접 가공(performing weld overlay)이 행해져 있는 것을 특징으로 하는 스나우트 내 이물 배출 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 스크류는 스크류축 구동부를 갖고, 상기 스크류축 구동부와 상기 배출측 배관은, 도금욕 밖에서 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 스나우트 내 이물 배출 장치.

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