KR20150115608A - 강판의 l-co2 스노우젯 세정시스템 - Google Patents

강판의 l-co2 스노우젯 세정시스템 Download PDF

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KR20150115608A
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Abstract

본 발명은 강판의 세정시스템에 관한 것으로, 액상의 이산화탄소(CO2)를 단열팽창시켜 스노우젯(Snow Jet) 형태로 분사하여 강판 표면의 이물질 및 스케일을 분리함과 동시에 분리된 이물질 및 스케일을 브러싱(Brushing)한 후 흡입 및 배출함으로써 강판의 표면을 세정할 수 있는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템을 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은, 하우징과, 하우징의 내부에 구비되어 공급되는 강판을 이송하는 이송장치와, 강판의 상, 하부에 근접되어 대향되게 구비되어 강판 표면의 이물질 및 스케일을 세정하는 세정장치와, 세정장치에 액상의 이산화탄소(CO2) 또는 세정액을 공급하는 공급장치와, 강판에서 제거된 이물질 및 스케일을 배출하는 배출장치를 포함한다.

Description

강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템 {Cleaning system of liquid CO2 snow jet for steel sheet}
본 발명은 강판의 세정시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판의 표면의 이물질 및 스케일을 제거하여 강판을 세정하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 강판(鋼板)은, 강철로 제조되는 판을 지칭하는 것으로서, 판의 두께(T)에 따라 후판, 중판 및 박판으로 분류된다. 즉, 강판은 판의 두께가 6mm 이상인 것을 후판(厚板), 판의 두께가 1 내지 6mm인 것을 중판, 판의 두께가 1mm 이하인 것을 박판(薄板)이라고 한다.
상술한 바와 같은 강판은 건축, 교량, 차량 및 선박 등의 일반구조용에 사용되는 열간압연강재(熱間壓延鋼材)와 용접성이 우수한 용접구조용 강재와 항복점(降伏點)이 높은 비조질고장력강(非調質高張力鋼) 및 조질고장력강과 건축, 교량, 철도차량, 대기오염이 심한 공장지대, 염해(鹽害)를 받는 곳 등에 사용되는 내후성(耐候性) 강판과 저온용 강판과 냉간압연강판(冷間壓延鋼板)과 표면처리강판 및 표면특수형상강판 등이 있다.
여기서, 냉간압연강판(冷間壓延鋼板 ; Cold rolled steel sheet)은, 열간압연공정을 마친 열간압연강판을 화학처리하여 열간압연강판의 표면에 부착되는 이물질 및 스케일(Scale)을 제거한 후 상온에서 다시 한번 압연 및 소둔처리하여 요구되는 수준의 두께, 재질, 표면 사상 및 형상을 조정하여 제조되는 강판을 지칭한다.
이러한 냉간압연강판은 열간압연강판에 비해 두께(T)가 얇고, 균일하며, 표면이 평활함과 동시에 미려하고, 뛰어난 가공성을 갖음으로써 자동차, 냉장고, 세탁기, 사무용 기구 등 가정용품에서 산업기계 및 각종 건축용 자재에 이르기까지 광범위하고 다양한 용도에 사용되고, 아연도금강판 및 석도강판 등 각종 도금용 소재로도 사용된다.
상술한 바와 같은, 냉간압연강판은 열간압연공정 후 표면에 부착되는 압연유, 유압작동유 및 철분 등의 이물질 및 스케일 등의 제거 시 고온의 알카리용액 등을 세정액으로 사용하여 냉간압연강판을 세정하거나, 냉간압연강판에 알카리 세정액 및 전해 세정 등을 복합적으로 수행하여 냉간압연강판 표면의 세정 공정을 수행하고 있으나, 사용한 화학 세척액의 처리 공정이 필요하고, 더욱 세정 효율을 높일 수 있는 세척 방식이 요구되고 있다. 이러한 강판 표면의 세정은 냉간압연강판 뿐만 아니라 열간압연강판 등 다양한 강판에서도 문제가 될 수 있으며, 더욱 세정 효율을 높일 수 있는 세척 방식이 요구되고 있다.
또한, 강판 제조 중 부산물로 배출되고 있는 CO2를 재사용할 수 있는 세척 방식은 최근 강화되고 있는 CO2 배출 규제에 대응하여 CO2 배출 감소의 수단이 될 수 있다.
한편, 냉간압연강판 표면의 스케일 등을 제거하기 위한 냉간압연강판의 CO2 세정시스템으로는 일본특허출원 제1993-64316호에, 드라이아이스 알갱이를 분사하여 강판의 표면을 국부적으로 냉각하여 스케일을 제거하는 방법이 개시되어 있으며, 일본특허출원 제2004-132943호에, 대기에 배출하는 용제를 줄이면서 고착물을 포함하는 더러움을 제거하는 방법이 개시되어 있으며, 일본특허출원 제2005-320985호에, 드라이아이스에 의한 세정 및 세정 시 발생되는 결로나 동결을 방지하는 구성이 개시되어 있으나, 강판 표면의 이물질 및 스케일을 효과적으로 세정하고, 세정 시 발생되는 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 세정시스템이 요구되고 있는 실정이다.
일본특허출원 제1993-64316호, 일본특허출원 제2004-132943호, 일본특허출원 제2005-320985호.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 액상의 이산화탄소(CO2)를 단열팽창시켜 스노우젯(Snow Jet) 형태로 분사하여 강판의 표면의 이물질 및 스케일을 분리하고, 분리된 이물질 및 스케일을 브러싱(Brushing)한 후 흡입 및 배출함으로써 강판의 표면을 효과적으로 세정할 수 있는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 캐리어가스(Carrier Gas)로 질소(N2) 또는 에어(Air)를 공급하고, 노즐로 이송되는 액상의 이산화탄소(CO2)를 일정 온도 이하로 유지 또는 냉각시키기 위하여 캐리어가스 공급부에서 공급되는 액체 질소(N2)의 기화 시 주위에서 잠열을 빼앗아가는 성질을 이용함으로써 이산화탄소(CO2)의 안정적인 이송 및 공급이 가능하고, 접지부가 구비되어 강판의 표면 세정 시 발생되는 정전기를 방지할 수 있는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
강판의 세정을 수행하기 위한 하우징; 하우징의 내부에 구비되어 공급되는 강판을 이송하는 이송장치; 강판의 상부 또는 하부 또는 상, 하부 양측에 근접되게 구비되어 강판 표면의 이물질 및 스케일을 세정하는 세정장치; 세정장치에 액상의 이산화탄소(CO2) 또는 세정액을 공급하는 공급장치; 및 강판에서 제거된 이물질 및 스케일을 배출하는 배출장치를 포함한다.
그리고, 하우징 상부에, 발생되는 가스 및 미세분진을 흡입하여 배출하는 송풍기와, 송풍기로 흡입되는 가스 및 미세분진을 필터링하는 필터가 구비된다.
여기서, 세정장치는 공급장치에서 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)를 공급압력에 의해 강판 표면에 스노우젯(Snow Jet) 형태로 분사하되, 적어도 하나 이상으로 일정간격 이격되게 구비되는 분사노즐과, 분사노즐 사이에 개재되되, 강판 표면에서 분리된 스케일을 흡입하여 제거하는 흡입노즐을 포함하여 구성되고, 분사노즐 및 흡입노즐은 냉연강판의 이송방향을 향하여 교대로 구비된다.
이때, 흡입노즐의 흡입구 가장자리 일측에 브러시(Brush)가 구비되되, 브러시는 그 단부가 강판의 표면에 맞닿도록 이루어진다.
한편, 공급장치는 세정장치에 이산화탄소(CO2)를 공급하도록 공급관으로 연설되는 이산화탄소 공급부와, 세정장치에 세정액을 공급하도록 공급관으로 연설되는 세정액 공급부를 포함하여 구성된다.
여기서, 공급장치는 이산화탄소 공급부에서 세정장치로 공급되는 이산화탄소(CO2)를 이송하기 위한 캐리어가스 공급부를 더 포함하되, 캐리어가스 공급부는 세정장치에 공급관으로 연설되어 질소(N2), 에어(Air) 또는 질소와 에어가 혼합된 혼합가스를 공급하도록 이루어진다.
그리고, 공급장치의 이산화탄소 공급부에서 세정장치로 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)를 일정 온도 이하로 유지 또는 냉각시키기 위하여 캐리어가스 공급부에서 공급되는 액체 질소(N2)를 기화시키기 위한 기화기가 구비되되, 기화부는 공급되는 액체 질소(N2)를 기화시켜 주위 잠열을 흡수하고, 기화된 질소(N2)는 캐리어 가스로 이용되며, 이산화탄소 공급부 및 캐리어가스 공급부의 각 공급관에 연설되도록 이루어진다.
한편, 배출장치는 세정장치에서 제거된 이물질 및 스케일을 흡입하여 배출하는 흡입펌프와, 흡입펌프로 흡입되는 이물질 및 스케일을 필터링하기 위한 필터를 포함하여 구성된다.
이때, 하우징 내에 세정 전, 후 강판 표면의 오염도를 측정하기 위한 오염도 측정센서가 적어도 하나 이상 구비된다.
또한, 하우징 내에 세정장치와 강판 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정센서가 적어도 하나 이상 구비된다.
한편, 하우징, 이송장치, 세정장치, 공급장치, 배출장치 중 적어도 어느 하나 이상에 강판에서 발생되는 정전기를 방지하기 위한 접지부가 구비된다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 액상의 이산화탄소(CO2)를 단열팽창시켜 스노우젯(Snow Jet) 형태로 분사하거나, 세정액을 분사하여 강판의 표면에 생성되는 이물질 및 스케일을 세정하고, 강판의 표면에서 분리된 이물질 및 스케일을 브러싱(Brushing)함과 동시에 흡입하여 배출함으로써 강판의 세정 효과를 극대화시킬 수 있다.
또한, 세정 시 발생되는 가스 및 미세분진을 흡입 및 배출함으로써 세정공간의 오염도를 저감시킬 수 있으며, 질소(N2)의 기화를 이용함으로써 세정장치로 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)의 온도 상승을 방지할 수 있다.
그리고, 강판의 표면 세정 시 발생되는 정전기를 방지할 수 있다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명에 의한 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템(1)은 하우징(10)과 이송장치(20)와 세정장치(30)와 공급장치(50) 및 배출장치(60)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 하우징(10)은 강판(3)의 표면 세정을 수행하기 위하여 그 내부에 세정공간(도번 미도시)이 형성되고, 선, 후단에 강판(3)이 인입 및 인출되기 위한 인입부(미도시) 및 인출부(미도시)가 형성된다. 상기 강판(3)은 본 발명의 일예로 냉연압연강판이나 이에 한정되지 않고 그 표면에 이물질이나 스케일 등이 형성되어 세정을 필요로하는 열간압연강판 등 다양한 형태의 강판일 수 있다.
여기서, 상기 하우징(10) 내부의 세정공간은 진공(Vaccum) 상태로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
그리고, 상기 하우징(10)의 상부에는 강판(3)의 세정 수행 시 세정공간에서 발생되는 가스 및 미세분진을 흡입하여 배출하기 위한 송풍기(11)가 구비되고, 상기 송풍기(11)로 흡입되는 가스 및 미세분진을 필터링하기 위한 필터(13)가 구비된다.
상기한 바와 같이, 상기 하우징(10) 내부의 세정공간에서 발생되는 가스 및 미세분진은 송풍기(11)를 통하여 흡입 및 배출되어 포집장치(미도시)에 포집되는 것이 바람직하며, 이를 위하여 상기 하우징(10)의 상부는 별도로 구비되는 포집장치에 연결관(미도시)으로 연결되는 것이 바람직하다.
상기 이송장치(20)는 하우징(10)의 내부에 구비되어 외부에서 인입되는 강판(3)을 이송하기 위한 것으로서, 상기 강판(3)의 이송방향에 적어도 하나 이상으로 구비되는 롤러(20a, 20b)로 이루어진다.
상기 세정장치(30)는 하우징(10) 내부로 인입되는 강판(3)을 세정하기 위한 것으로서, 상기 강판(3)의 상, 하부에 대향되어 근접되게 구비되되, 강판(3)의 표면에 부착되는 이물질 및 스케일 등을 세정한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 세정장치(30)가 하우징(10) 내 강판(3)의 상, 하부에 구비되어 상기 강판(3)의 상, 하부면을 세정하도록 이루어져 있으나, 상기 세정장치(30)가 하우징(10) 내 강판(3)의 상부에 구비되어 상기 강판(3)의 상부면을 세정하거나, 상기 세정장치(30)가 하우징(10) 내 강판(3)의 하부에 구비되어 상기 강판(3)의 하부면을 세정하도록 이루어지는 것도 바람직하다.
한편, 상기 세정장치(30)는 공급장치(50)에서 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)를 공급압력에 의해 단열팽창시켜 강판(3) 표면에 스노우젯(Snow Jet) 형태로 분사하기 위한 분사노즐(31)과 상기 강판(3) 표면에서 분리된 스케일을 흡입하여 제거하는 흡입노즐(35)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 분사노즐(31)은 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)를 스노우젯 형태로 분사하도록 그 내부가 오리피스(Orifice) 형태로 이루어지고, 상기 흡입노즐(35)은 그 선단부가 직경이 감소하는 콘(Corn) 형태로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
여기서, 상기 분사노즐(31)은 강판(3)의 상부 또는 하부 또는 상, 하부에 일정간격 이격되어 다수개로 구비되고, 상기 흡입노즐(35)은 각 분사노즐(31) 사이에 개재되는 등 상기 분사노즐(31)과 흡입노즐(35)은 강판(3)의 이송방향을 향하여 교대로 배열설치된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 분사노즐(31)과 흡입노즐(35)이 강판(3)의 이송방향을 향하여 교대로 배열되어 있으나, 상기 강판(3)이 인입되는 하우징(10) 내 선단에 다수개의 분사노즐(31)이 구비되고, 그 후단에 다수개의 흡입노즐(35)이 구비되는 등 분사노즐(31) 및 흡입노즐(35)이 하나의 군을 이루면서 배열되는 것도 가능하나, 이에 한정하지 아니한다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 분사노즐(31)에서 액상의 이산화탄소(CO2)를 스노우젯(snow jet) 형태로 분사하여 강판(3)의 표면에 물리적으로 충돌시키고, 이산화탄소(CO2)의 승화열에 의한 열 충격에 의해 강판(3)의 표면에 부착된 이물질 및 스케일이 수축되어 균열되며, 강판(3)의 표면에서 이물질 및 스케일이 부피 팽창하여 그 경계면이 파괴되면서 분리되고, 분리된 이물질 및 스케일은 흡입노즐(35)에 의해 흡입되어 제거된다.
여기서, 상기 흡입노즐(35)의 흡입구 가장자리 일측에 브러시(Brush : 36)가 구비되고, 상기 브러시(36)는 그 단부가 강판(3)의 표면에 맞닿아 상기 강판(3)의 표면에서 제거된 이물질 및 스케일을 브러싱(Brushing)하여 수집 및 수거한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 브러시(36)가 흡입노즐(35)의 흡입구(도번 미도시) 가장자리 일측에 구비되어 있으나, 상기 흡입노즐(35)의 흡입구 가장자리 일측과 타측에 브러시(36)가 각각 구비되는 것도 가능하고, 상기 흡입노즐(35)의 흡입구 가장자리에 방사상으로 브러시(36)가 구비되는 것도 가능하나, 이에 한정하지 아니한다.
이때에도, 상기 브러시(36)는 그 단부가 강판(3)의 표면에 맞닿아 상기 강판(3)의 표면에서 제거된 이물질 및 스케일을 브러싱(Brushing)하여 수집 및 수거하도록 이루어진다.
또한, 상기 브러시(36)는 흡입노즐(35)의 흡입구에 롤 형태로 구비되되, 회전가능한 회전방식으로 구비되는 것도 가능하고, 교체 및 교환가능한 구조로 이루어지는 것도 가능하다.
이때, 상기 브러시(36)는 강판(3)의 표면에서 이물질 및 스케일을 용이하게 수거 및 수집하도록 수지 재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 상기 공급장치(50)는 세정장치(30)에 액상의 이산화탄소(CO2) 및 세정액을 공급하기 위한 것으로서, 상기 세정장치(30)에 이산화탄소(CO2)를 공급하도록 공급관(51a)으로 연설되는 이산화탄소 공급부(51)와 상기 세정장치(30)에 세정액을 공급하도록 공급관(55a)으로 연설되는 세정액 공급부(55)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 공급장치(50)는 세정장치(30)의 분사노즐(31)에 액상의 이산화탄소(CO2)를 공급하기 위한 이산화탄소 공급부(51)와 상기 분사노즐(31)에 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급부(55)를 포함하여 구성되되, 상기 이산화탄소 공급부(51) 및 세정액 공급부(55)는 분사노즐(31)에 공급관(51a, 55a)을 통하여 각각 연설된다.
여기서, 상기 분사노즐(31)에 세정액을 선택적으로 공급하기 위하여 상기 세정액 공급부(55)와 분사노즐(31)을 연설하는 공급관(55a)에는 밸브(Valve : 미도시)가 구비되는 것이 바람직하며, 상기 밸브의 개, 폐에 의해 분사노즐(31)에서 세정액을 분사하는 등 분사노즐(31)에서 선택적으로 분사하도록 이루어진다.
또한, 상기 이산화탄소 공급부(51)에 연설되는 공급관(51a)에도 밸브(Valve : 미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 공급장치(50)는 이산화탄소 공급부(51)에서 세정장치(30)로 공급되는 이산화탄소(CO2)를 이송하기 위한 캐리어가스(Carrier Gas) 공급부(53)가 구비된다.
즉, 상기 공급장치(50)에는 상기 이산화탄소 공급부(51)에서 세정장치(30)의 분사노즐(31)로 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)의 이송이 원할하도록 상기 액상의 이산화탄소(CO2)의 이송을 보조하기 위한 캐리어가스 공급부(53)가 구비된다.
이를 위하여 상기 캐리어가스 공급부(53)에는 질소(N2) 또는 에어(Air)가 충진되고, 상기 질소(N2) 또는 에어(Air) 중 어느 하나를 세정장치(30)의 분사노즐(31)로 공급한다.
여기서, 상기 캐리어가스 공급부(53)는 세정장치(30)의 분사노즐(31)에 공급관(53a)으로 연설되고, 상기 공급관(53a)을 통하여 캐리어가스 공급부(53)에 충진되는 질소(N2) 또는 에어(Air)를 선택적으로 공급하거나, 일체로 공급한다.
이때에도, 상기 캐리어가스 공급부(53)에 연설되는 공급관(53a)에도 밸브(Valve : 미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 이산화탄소 공급부(51)에서 세정장치(30)로 공급되는 이산화탄소(CO2)를 이송시키기 위하여 상기 캐리어가스 공급부(53)에 질소(N2) 또는 에어(Air)가 충진되어 있으나, 이산화탄소 공급부(51)에 충진되는 이산화탄소(CO2)를 세정장치(30)로 이송시키고, 스노우젯 형태로 분사노즐(31)에서 분사 및 분무시키기 용이하다면 상기 캐리어가스 공급부(53)에 충진되는 가스는 기타 다양한 가스로 이루어지는 것도 가능하다.
한편, 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 공급장치(50)의 이산화탄소 공급부(51)에서 세정장치(30)로 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)의 온도 상승을 방지하기 위하여 상기 캐리어가스 공급부(53)에서 공급되는 액체 질소(N2)를 기화시키기 위한 기화기(70)가 구비되는 것도 가능하다.
즉, 액상의 이산화탄소(CO2)의 온도 상승을 방지하기 위하여 상기 액상의 이산화탄소(CO2)를 이송하되, 캐리어가스 공급부(53)에서 공급되는 액체 질소(N2)가 기화기(70)에서 기화 시 주위의 잠열을 흡수하는 성질을 이용하여 상기 이산화탄소 공급부(51)에서 세정장치(30)로 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)의 온도 상승을 방지하도록 한다.
이때, 상기 캐리어가스 공급부(53)에는 액체 질소(N2)가 충진된다.
여기서, 상기 기화기(70)는 상기 이산화탄소 공급부(51) 및 캐리어가스 공급부(53)의 각 공급관(51a, 53a)에 연설되고, 상기 각 공급관(51a, 53a)을 통하여 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2) 및 질소(N2) 중 질소(N2)를 기화시켜 액상의 이산화탄소(CO2)를 냉각시키고, 기화된 질소(N2)는 캐리어 가스로 이용된다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 기화기(70)는 이산화탄소 공급부(51)에서 세정장치(30)로 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)를 기화되는 질소(N2)에 의해 냉각시키는 냉각기의 역할을 수행한다.
한편, 상기 배출장치(60)는 강판(3)에서 제거된 이물질 및 스케일을 배출하기 위한 것으로서, 상기 세정장치(30)를 통하여 제거된 스케일 및 미세분진을 흡입하여 배출하는 흡입펌프(61)와 상기 흡입펌프(61)를 통하여 흡입되는 스케일 및 미세분진을 필터링하기 위한 필터(63)를 포함하여 구성된다.
이를 위하여 상기 세정장치(30)의 흡입노즐(35)은 배출장치(60)에 배출관(65)으로 연설되고, 상기 흡입노즐(35)을 통하여 흡입된 이물질 및 스케일이 배출관(65)을 통하여 외부로 배출된다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 세정장치(30)의 분사노즐(31)에서 스노우젯 형태로 분사되는 이산화탄소(CO2)에 의해 강판(3) 표면에서 분리된 이물질 및 스케일이 흡입펌프(61)의 작동에 의해 흡입노즐(35)로 흡입되고, 상기 흡입노즐(35)을 통하여 흡입된 이물질 및 스케일은 필터(63)에 의해 필터링된 후 외부로 배출된다.
여기서, 상기 하우징(10) 내에는 세정 전, 후 강판(3) 표면의 오염도를 측정하기 위한 오염도 측정센서(미도시)가 구비된다. 즉, 상기 하우징(10) 내에는 유입되는 강판(3) 표면에 부착된 이물질 및 스케일 등 오염도를 측정하고, 세정이 완료된 강판(3) 표면의 오염도를 측정하기 위한 오염도 측정센서가 각각 구비된다.
이때, 상기 오염도 측정센서는 포토 센서로 이루어지는 것이 바람직하며, 영상인식 프로그램을 통하여 냉열압연강판의 표면에 부착된 이물질 및 스케일 등의 오염도를 측정하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 하우징(10) 내에 인입되는 강판(3) 표면의 오염도 및 세정이 완료된 강판(3)의 오염도를 측정하기 위한 오염도 측정센서가 각각 구비되어 있으나, 오염된 강판(3)의 표면 상태 및 세정이 완료된 강판(3)의 표면 상태를 감시하기 위한 모니터링 장치(미도시)가 구비되어 작업자에게 강판(3)의 표면 상태를 실시간으로 모니터링하는 것도 가능하나, 이에 한정하지 아니한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 하우징(10) 내의 선, 후단에 형성되는 인입부 및 인출부의 상, 하부에 강판(3) 표면의 이물질 및 스케일 등 오염도 및 세정 후 강판(3) 표면의 이물질 및 스케일 등의 오염도를 측정하기 위한 오염도 측정센서가 각각 구비되어 있으나, 상기 하우징(10)의 선, 후단에 각각 형성되는 인입부 및 인출부의 외측 상, 하부에 오염도 측정센서가 각각 구비되어 세정 전, 후 강판(3) 표면의 오염도를 측정하도록 이루어지는 것도 가능하다.
그리고, 상기 하우징(10) 내에 세정장치(30)와 강판(3) 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정센서(미도시)가 각각 구비된다. 즉, 상기 세정장치(30)의 분사노즐(31)과 강판(3) 사이의 거리, 상기 흡입노즐(35)과 강판(3) 사이의 거리 및 상기 브러시(36)와 강판(3) 사이의 거리 등 세정장치(30)와 강판(3)의 표면과의 거리를 측정하기 위한 거리 측정센서가 각각 구비된다.
한편, 본 발명에 의한 강판 세정시스템(1)에는 강판(3)의 세정공정 중에 발생되는 정전기를 방지하기 위한 접지부(80)가 구비된다. 이를 위하여 상기 접지부(80)는 하우징(10), 이송장치(20), 세정장치(30), 공급장치(50), 배출장치(60) 중 어느 하나 이상에 구비되거나, 전체에 구비된다.
여기서, 상기 접지부(80)는 강판(3)을 이송시키는 이송장치(20)의 롤러(20a, 20b) 중 어느 하나에 구비되는 것이 바람직하나, 상기 접지부(80)가 강판(3)에 구비되는 것도 가능하고, 이산화탄소 공급부(51) 및 캐리어가스 공급부(53)에 구비되는 것도 가능하며, 각 공급관(51a, 53a)에 구비되는 것도 가능하고, 분사노즐(31) 또는 흡입노즐(35)에 구비되는 것도 가능하나, 이에 한정하지 아니한다.
또한, 상기 하우징(10) 내에 정전기를 방지하기 위한 공기 이온화장치(미도시)가 추가로 설치되거나, 캐리어 가스를 이온화하여 공급하는 것도 가능하나, 이에 한정하지 아니한다.
더불어, 상기 분사노즐(31)에 성에(Frost) 발생 시 성에를 제거하기 위한 에어 히터부(미도시)가 하우징(10) 내에 설치되는 것도 가능하고, 에어 히터부로는 히터 또는 열풍기가 사용되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
이하, 본 발명에 의한 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템의 세정과정을 설명한다.
상기 하우징(10)의 선단에 형성되는 인입부(미도시)로 강판(3)이 인입되고, 상기 하우징(10) 내로 인입되는 강판(3)이 이송장치(20)에 의해 이송되면서 세정장치(30)를 통하여 강판(3)의 표면이 세정된 후 하우징(10)의 후단에 형성되는 인출부(미도시)를 통하여 외부로 인출된다.
여기서, 상기 하우징(10) 내로 강판(3)의 인입 시 하우징(10) 내에 구비되는 오염도 측정센서(미도시)에 의하여 강판(3)의 표면에 부착된 이물질 및 스케일(Scale)의 오염도가 측정된다.
상기한 바와 같이, 상기 오염도 측정센서에 의해 측정된 강판(3) 표면의 오염도에 따라 세정장치(30)를 통하여 세정공정을 수행한다. 이때, 상기 오염도 측정센서에 의해 측정된 강판(3) 표면의 오염도에 따라 세정장치(30)의 세정시간 및 세정강도 등을 조절하여 강판(3)의 표면 세정을 수행하도록 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 상기 오염도 측정센서에 의해 측정된 오염도에 따라 강판(3)의 세정공정 진행 시 상기 공급장치(50)의 이산화탄소 공급부(51)에서 공급관(51a)을 통하여 분사노즐(31)에 액상의 이산화탄소(CO2)를 공급하고, 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)는 오리피스 형태로 이루어지는 분사노즐(31)의 공급압력에 따른 단열팽창에 의해 스노우젯(Snow Jet) 형태로 강판(3)의 표면에 분사하여 세정공정을 수행한다.
상기한 바와 같이, 상기 분사노즐(31)이 이산화탄소 공급부(51)에서 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)를 스노우젯 형태로 분사함으로써 스노우젯 형태의 이산화탄소(CO2)가 강판(3)의 표면에 물리적으로 충돌하고, 스노우젯 형태의 이산화탄소(CO2)의 승화열에 의한 열 충격에 의해 강판(3)의 표면에 부착된 이물질 및 스케일이 수축되어 균열되면서 부피 팽창되어 강판(3)의 표면과 이물질 및 스케일의 경계면이 파괴되면서 분리된다.
여기서, 상기 공급장치(50)의 세정액 공급부(55)에서 공급관(55a)을 통하여 세정장치(30)의 분사노즐(31)에 세정액을 공급하고, 공급되는 세정액을 스노우 젯과 함께 강판(3)의 표면에 분사하여 강판(3)의 표면에 세정공정을 수행할 수 있다.
한편, 상기 분사노즐(31)에서 강판(3)의 표면에 세정액의 분사 시 상기 이산화탄소 공급부(51)와 분사노즐(31)을 연결하는 공급관(51a)에 구비되는 밸브(미도시)가 폐쇄되고, 세정액 공급부(55)와 분사노즐(31)을 연결하는 공급관(55a)에 구비되는 밸브(미도시)가 개방되어 세정액 공급부(55)에서 공급되는 세정액만이 분사노즐(31)로 공급되도록 이루어지고, 상기 분사노즐(31)에서 강판(3)의 표면에 액상의 이산화탄소(CO2)를 스노우젯 형태로 분사 시 상기 세정액 공급부(55)와 분사노즐(31)을 연결하는 공급관(55a)에 구비되는 밸브(미도시)가 폐쇄되고, 이산화탄소 공급부(51)와 분사노즐(31)을 연결하는 공급관(51a)에 구비되는 밸브(미도시)가 개방되어 이산화탄소 공급부(51)에서 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)만이 분사노즐(31)로 공급되어 스노우젯 형태로 분사되도록 이루질 수도 있다.
이렇게 상기 분사노즐(31)을 통하여 액상의 이산화탄소(CO2)를 스노우젯 형태로 분사하거나, 세정액을 분사하여 강판(3)의 표면에 부착되는 이물질 및 스케일을 분리한다.
이때, 상기 이산화탄소 공급부(51)에서 분사노즐(31)로 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)의 이송이 원할하도록 캐리어가스 공급부(53)에서 공급관(53a)을 통하여 질소(N2) 또는 에어(Air)가 선택적 또는 일괄적으로 공급되고, 상기 질소(N2) 또는 에어(Air)는 액상의 이산화탄소(CO2)에 혼입되어 이송되면서 분사노즐(31)로 분사된다.
또한, 기화 시 주위의 잠열을 빼앗는 성질을 이용하기 위하여 기화기(70)를 통하여 상기 공급장치(50)의 이캐리어가스 공급부(53)에서 세정장치(30)로 공급되는 액체 질소(N2)를 기화시키고, 기화되는 질소(N2)에 의해 이산화탄소(CO2)의 온도 상승을 방지한고, 기화된 질소(N2)는 캐리어 가스로 이용된다.
상기한 바와 같이, 상기 이산화탄소 공급부(51) 또는 세정액 공급부(55)에서 공급되되, 분사노즐(31)에서 분사되는 액상의 이산화탄소(CO2) 또는 세정액을 통하여 강판(3)의 표면에서 이물질 및 스케일을 분리한 후 상기 각 분사노즐(31) 사이에 구비되는 흡입노즐(35)을 통하여 이물질 및 스케일을 흡입 및 배출한다.
이때, 상기 각 흡입노즐(35)에 구비되는 브러시(36)에 의해 강판(3)의 표면에 분리 및 제거된 이물질 및 스케일이 브러싱하여 수집 및 수거한다.
한편, 상기 거리 측정센서(미도시)에 의하여 세정장치(30)의 분사노즐(31)과 강판(3) 사이의 거리, 상기 흡입노즐(35)과 강판(3) 사이의 거리 및 상기 브러시(36)와 강판(3) 사이의 거리 등 세정장치(30)와 강판(3)의 표면과의 거리를 측정한 후 최적화된 거리로 조절 및 제어하여 세정공정을 수행한다.
이렇게 상기 각 분사노즐(31)을 통하여 강판(3)의 표면에서 이물질 및 스케일을 분리하고, 분리된 이물질 및 스케일이 브러시(36)에 의해 수집 및 수거된 후 상기 배출장치(60)에 구비되는 흡입펌프(61)의 구동에 의해 흡입노즐(35)로 흡입된 후 외부로 배출된다.
이때, 상기 배출장치(60)에 구비되는 필터(63)에 의해 미세분진 등이 필터링된 후 배출된다.
한편, 상기 하우징(10) 내에서 강판(3)의 표면 세정 시 발생되는 가스 및 미세분진은 하우징(10)의 상부에 구비되는 송풍기(13)에 의해 흡입되고, 상기 송풍기(13)에 의해 흡입되는 가스 및 미세분진은 필터(11)를 통하여 필터링된 후 외부로 배출되거나, 별도로 구비되는 포집장치(미도시)에 포집된 후 처리된다.
이렇게 이물질 및 스케일이 제거되어 세정이 완료된 강판(3)은 하우징(10)의 후단에 형성되는 인출구(미도시)를 통하여 외부로 인출되고, 상기 하우징(10) 내에 구비되는 오염도 측정센서에 의해 세정이 완료된 강판(3)의 오염도를 측정한 후 측정이 완료된 강판(3)은 후공정으로 이송된다.
한편, 상기 강판(3) 표면의 세정 시 발생될 수 있는 정전기는 하우징(10), 이송장치(20), 세정장치(30), 공급장치(50), 배출장치(60) 중 어느 하나 이상에 구비되는 접지부(80)에 의해 방지된다.
또한, 상기 하우징(10) 내에 공기 이온화 장치(미도시)를 추가로 설치하여 정전기를 방지하거나, 캐리어가스 공급부(53)에서 공급되는 캐리어가스를 이온화하여 공급할 수도 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
그리고, 상기 하우징(10) 내에 에어 히터부(미도시)를 설치하여 분사노즐(31)에서 액상의 이산화탄소(CO2)의 분사 시 발생되는 성에를 제거할 수 있다.
이상, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1 : 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템,
3 : 강판, 10 : 하우징,
11 : 송풍기, 13 : 필터,
20 : 이송장치, 20a, 20b : 롤러,
30 : 세정장치, 31 : 분사노즐,
35 : 흡입노즐, 36 : 브러시,
50 : 공급장치,
51 : 이산화탄소 공급부, 51a : 공급관,
53 : 캐리어가스 공급부, 53a : 공급관,
55 : 세정액 공급부, 55a : 공급관,
60 : 배출장치, 61 : 흡입펌프,
63 : 필터, 65 : 배출관,
70 : 기화기, 80 : 접지부.

Claims (11)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내부에 구비되어 강판을 이송하는 이송장치;
    상기 강판의 상부 또는 하부 또는 상, 하부 양측에 근접되게 구비되어 강판의 표면의 이물질 및 스케일을 세정하는 세정장치;
    상기 세정장치에 액상의 이산화탄소(CO2), 세정액, 또는 액상의 이산화탄소(CO2) 및 세정액을 공급하는 공급장치; 및
    상기 강판에서 제거된 이물질 및 스케일을 배출하는 배출장치;
    를 포함하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은 그 상부에, 가스 및 미세분진을 흡입하여 배출하는 송풍기와, 상기 송풍기로 흡입되는 가스 및 미세분진을 필터링하는 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 세정장치는, 상기 공급장치에서 공급되는 액상의 이산화탄소(CO2)를 공급압력에 의해 강판 표면에 스노우젯(Snow Jet) 형태로 분사하되, 적어도 하나 이상으로 일정간격 이격되게 구비되는 분사노즐과, 상기 분사노즐 사이에 개재되되, 강판 표면에서 분리된 이물질 및 스케일을 흡입하여 제거하는 흡입노즐을 포함하고,
    상기 분사노즐 및 흡입노즐은, 강판의 이송방향을 향하여 교대로 구비되는 것을 특징으로 하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 흡입노즐의 흡입구 가장자리 일측에 브러시(Brush)가 구비되되, 상기 브러시는 그 단부가 강판의 표면에 맞닿도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 공급장치는, 상기 세정장치에 이산화탄소(CO2)를 공급하는 이산화탄소 공급부와, 상기 세정장치에 세정액을 공급하는 세정액 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 공급장치는, 상기 이산화탄소 공급부에서 세정장치로 공급되는 이산화탄소(CO2)를 이송하는 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스 공급부를 더 포함하며,
    상기 캐리어가스는, 질소(N2), 에어(Air) 또는 질소와 에어의 혼합가스인 것을 특징으로 하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 공급장치는, 상기 캐리어가스 공급부에서 공급되는 액체 질소(N2)를 기화시키는 기화기를 구비하며,
    상기 기화부는 상기 캐리어가스 공급부에서 공급되는 액체 질소(N2)를 기화시켜 주위 잠열을 흡수하고, 상기 이산화탄소 공급부 및 캐리어가스 공급부의 각 공급관에 연설되도록 이루어지며, 기화된 질소(N2)는 캐리어 가스로 사용되는 것을 특징으로 하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 배출장치는, 상기 세정장치에서 제거된 이물질 및 스케일을 흡입하여 배출하는 흡입펌프와, 상기 흡입펌프로 흡입되는 이물질 및 스케일을 필터링하는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징 내에, 세정 전, 후 강판 표면의 오염도를 측정하기 위한 오염도 측정센서가 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징 내에, 상기 세정장치와 강판 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정센서가 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징, 이송장치, 세정장치, 공급장치, 배출장치 중 적어도 어느 하나 이상에 강판에서 발생되는 정전기를 방지하기 위한 접지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 강판의 L-CO2 스노우젯 세정시스템.
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KR102455951B1 (ko) 2022-05-09 2022-10-18 (주)빅텍스 초임계 상태의 스노우젯 분사장치
KR102455949B1 (ko) 2022-04-07 2022-10-18 (주)빅텍스 스노우젯 분사장치
KR102455950B1 (ko) 2022-04-26 2022-10-18 (주)빅텍스 초임계 상태의 스노우젯 분사장치

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