KR20170018224A - 무산화 가스 와이핑 장치 - Google Patents

Abstract

무산화 가스 와이핑 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치는 도금포트로부터 상부로 배출되는 강판의 양측에 배치된 에어나이프와, 에어나이프 상부를 덮도록 배치되며 강판이 배출되는 출구가 형성된 상부커버 및 상부커버의 내측 둘레를 따라 배치되며, 도금포트 내의 도금액 표면을 향해 실링가스를 분출하여 에어나이프 측방 둘레를 포위함에 의해 에어나이프 주위의 무산화 분위기를 형성하는 가스분사장치를 포함한다.

Description

무산화 가스 와이핑 장치{INOXIDIZABLE GAS WIPING APPARATUS}

본 발명은 무산화 가스 와이핑 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어나이프 주위를 포위하여 무산화 분위기를 형성하는 무산화 가스 와이핑 장치에 관한 것이다.

용융아연도금(GI)강판이나 합금화 용융아연도금(GA)강판은 압연된 경질소재를 도금공정에 투입하여 탈지를 통하여 압연유를 제거하고, 연속 소둔로에서 재결정 열처리를 행한 후 용융아연 도금 욕조를 통과시킴으로써, 표면에 용융아연을 입혀 도금을 행하게 된다.

이때, 용융도금강판의 부착량은 도금 욕조를 통과하여 수직으로 상승하는 강판 표면의 용융아연을 공기 또는 불활성 가스를 와이핑하여 깎아 내리는 방법을 이용하여 조정한다.

일반적으로 와이핑 압력은 도금 부착량이 적을수록 높아지며 라인 속도가 빨라짐에 따라 상승하게 된다. 이렇게 와이핑 압력이 높아지면 분사되는 공기중의 산소가 강판 표면에 딸려 올라오는 용융 아연과 강하게 반응하게 되고, 와이핑 되는 공기의 흐름은 강판을 타고 내려가 욕 상면의 용융아연과 격렬하게 부딪히면서 도금욕조 바깥으로 흘러나가게 되는 데, 이 과정에서 용융아연과 격하게 반응하여 많은 산화물을 형성하게 된다. 특히, 아연과 산소가 결합하여 형성되는 산화물은 비중이 낮아 용융아연도금용액 표면에 부유하게 된다.

이러한 도금 표층부의 산화막 형성을 억제하기 위해 가스 와이핑 부근의 산소를 차단할 수 있는 수단인 실링박스를 설치한 구성이 공지되어 있다.

그러나 실링박스는 가스 와이핑 장치의 하부까지 감싸고 있는 구조를 가지므로 드로스 배출 및 제거가 어려우며, 차폐로 인한 분위기 온도 상승으로 가스 와이핑 장치의 고장을 유발하는 문제가 발생한다.

한국공개특허 제2011-0127917호(2011.11.28 공개)

본 발명의 실시 예들은 드로스 배출이 용이하고, 차폐로 인한 온도 상승을 저감할 수 있는 무산화 가스 와이핑 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 도금포트로부터 상부로 배출되는 강판의 양측에 배치된 에어나이프와, 상기 에어나이프 상부를 덮도록 배치되며 상기 강판이 배출되는 출구가 형성된 상부커버 및 상기 상부커버의 내측 둘레를 따라 배치되며, 상기 도금포트 내의 도금액 표면을 향해 실링가스를 분출하여 상기 에어나이프 측방 둘레를 포위함에 의해 상기 에어나이프 주위의 무산화 분위기를 형성하는 가스분사장치를 포함하는 무산화 가스 와이핑 장치가 제공될 수 있다.

또한 상기 상부커버는 상기 출구가 형성된 상측벽과, 상기 상측벽 둘레에서 하향 연장된 측벽을 포함하고, 상기 측벽은 상기 상측벽 하방에 위치하는 상기 에어나이프를 가리지 않도록 형성될 수 있다.

또한 상기 가스분사장치는 상기 상부커버와 소정간격 이격된 상태로 상기 측벽 둘레방향을 따라 연장 형성되는 노즐본체를 포함하고, 상기 노즐본체와 상기 측벽 사이에는 상기 에어나이프에서 분출된 와이핑 가스가 외부로 배기되는 배기유로가 형성될 수 있다.

또한 상기 상부커버는 상기 에어나이프와 연동하여 이동할 수 있다.

또한 상기 실링가스는 질소 가스를 포함한다.

또한 상기 노즐본체는 상기 에어나이프에 와이핑가스를 공급하는 가스공급원으로부터 상기 와이핑가스를 공급받아 하방으로 분출시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 상부커버와 실링가스에 의한 에어나이프 주변을 포위하여 무산화 분위기를 형성함에 의해 드로스 배출이 용이할 뿐만 아니라 차폐 시 발생할 수 있는 온도 상승을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치의 동작 상태도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치에 의한 유동흐름을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치를 이용한 경우 산소 농도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치와 밀폐박스를 이용한 경우 내부 온도를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 소둔로(미도시)에서 열처리된 강판(10)은 스나우트(11)를 통해 용융아연 등의 도금액이 담기는 도금포트(12) 내부로 유입된 후 도금포트(12)를 빠져 나오면서 강판(10)의 표면에는 도금액이 부착된다.

도금포트(12)는 상부가 개방된 용기형태로 형성되고, 그 내부에는 도금포트(12)를 경유하는 강판(10)의 안내 및 반곡을 조절하는 롤 장치(20)가 배치된다.

롤 장치(20)는 도금포트(12) 내에서 구동되는 싱크롤(21)과, 싱크롤(21)의 상부에 배치되어 싱크롤(21)을 거쳐 상부로 배출되는 강판(10)의 한쪽 외면을 지지하는 지지롤(22)과, 싱크롤(21)과 지지롤(22) 사이에 배치되어 지지롤(22)의 반대편에서 강판(10)의 다른 쪽 외면을 가압하여 반곡을 교정하는 교정롤(23)을 포함한다.

스나우트(11)를 통해 도금포트(12) 내부로 진입된 강판(10)은 싱크롤(21)을 거쳐 강판(10)의 진행방향이 변경된 후 교정롤(23)에 의해 반곡이 교정되고, 지지롤(22)에 의해 안내되어 도금포트(12) 상부로 배출된다.

도금포트(12) 상부로 배출되는 강판(10)은 무산화 가스 와이핑 장치(30)를 통과하면서 강판(10)의 표면에 부착된 도금두께가 조절되게 된다.

무산화 가스 와이핑 장치(30)는 에어나이프(40), 상부커버(50) 및 가스분사장치(60)를 포함하여, 에어나이프(40) 주위에 무산화 분위기를 형성하는 장치이다.

에어나이프(40)는 강판(10)의 양측으로 마주하게 배치되며, 강판(10)의 표면을 향해 와이핑가스(예로서, 질소가스)를 분사하여 강판(10)의 도금두께를 조절한다.

상부커버(50)는 에어나이프(40) 상부를 덮도록 에어나이프(40)와 소정간격 이격된 상부위치에 배치될 수 있다.

상부커버(50)는 에어나이프(40) 상부에서 외부공기와의 접촉을 차단시키기 위한 것으로서, 강판(10)이 배출되는 출구(51a)가 형성된 상측벽(51)과, 상측벽(51) 가장자리 둘레에서 하향 연장되는 측벽(52)을 포함한다.

상부커버(50)는 에어나이프(40)와 연동하여 이동될 수 있도록 연결부재(53)를 통해 에어나이프(40)와 연결될 수 있다.

상부커버(50)의 측벽(52)은 에어나이프(40)를 가리지 않을 정도로 하방으로 연장 형성될 수 있다. 이는 외부에서 에어나이프(40)의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 하기 위함이다. 이에 따라, 상부커버(50)의 측벽(52)은 도금포트(12) 내의 도금액과 접촉하지 않은 상태를 유지한다.

가스분사장치(60)는 상부커버(50) 하부공간 쪽으로 외부공기의 유입을 차단하기 위해 실링가스를 분출하는 장치이다.

가스분사장치(60)는 상부커버(50)의 내측 둘레를 따라 배치되며, 도금포트(12) 내의 도금액 표면을 향해 실링가스를 분출하여 에어나이프(40) 측방 둘레를 포위함에 의해 에어나이프(40) 주위의 무산화 분위기를 형성한다.

가스분사장치(60)는 상부커버(50)와 소정간격 이격된 상태로 측벽(52) 둘레방향을 따라 연장 형성되는 노즐본체(61)를 포함한다.

노즐본체(61) 내부에는 실링가스공급원(62)으로부터 공급되는 실링가스가 유동하는 유로(63)가 형성되고, 유로(63)를 따라 흐르는 실링가스는 노즐본체(61) 하측의 노즐(64)을 통해 하방으로 분사되어 실링커튼을 형성하게 된다.

실링가스공급원(62)으로부터 공급되는 실링가스는 질소가스를 포함한다.

또한 실링가스공급원(62)은 설정압력으로 질소가스를 압송하는 펌프나, 압축된 질소가스를 저장하여 공급하는 압축탱크 등을 포함한다.

실링가스공급원(62)을 통해 공급된 실링가스는 복수의 가스배관(65)을 통해 노즐본체(61) 내부의 유로(63)로 공급된다.

이와 달리, 노즐본체(61)로 공급되는 실링가스는 에어나이프(40)에 공급되는 와이핑가스를 이용할 수도 있다. 이 경우, 에어나이프(40)에 와이핑가스를 공급하는 배관에서 분기된 별도의 배관이 노즐본체(61)와 연결될 수도 있다.

상부커버(50)의 측벽(52)과 노즐본체(61) 사이에는 배기유로(70)가 형성될 수 있다.

배기유로(70)는 에어나이프(40)에서 분출된 와이핑가스를 외부로 배기하기 위한 통로를 형성한다.

배기유로(70)는 상부커버(50)의 상측벽(51)과 노즐본체(61) 사이에 형성되는 수평유로(71)와, 상부커버(50)의 측벽(52)과 노즐본체(61) 사이에 형성되는 수직유로(72)를 포함한다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치의 작동 및 효과에 대하여 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 소둔로에서 열처리된 강판(10)은 스나우트(11)를 통해 도금액이 담기는 도금포트(12) 내부로 유입된 후 도금포트(12) 상부로 빠져 나오면서 강판(10)의 표면에는 도금액이 부착되고, 강판(10)의 표면에 부착된 도금액은 에어나이프(40)에서 분사되는 와이핑가스에 의해 강판(10)의 도금층 두께가 조절되게 된다.

이때 노즐본체(61)에는 실링가스가 공급되고, 공급된 실링가스는 노즐본체(61)의 노즐(64)을 통해 하방으로 분출되어, 에어나이프(40) 측방 둘레를 포위함에 의해 상부커버(50)와 노즐본체(61)에서 분출되는 실링가스에 의해 에어나이프(40) 주위는 무산화 분위기가 형성된다.

이 경우, 도 5와 같이 노즐본체(61)에서 하방으로 분사되는 실링가스의 압력에 의해 수직유로(72)에는 저압이 형성되게 되므로, 수직유로(72)는 에어나이프(40)에서 배출되는 와이핑가스가 외부로 원활히 배출되도록 도와줄 뿐만 아니라, 수직유로(72)를 통해 배출되는 와이핑가스는 외부 공기가 내부로 유입되는 것을 차단하는 기능을 더불어 수행하게 된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치를 이용한 경우 산소 농도를 나타낸 것이다. 도 6과 같이, 노즐본체(61)에서 분출되는 실링가스에 의해 밀폐되는 내부 공간에는 산소 농도가 현저히 떨어지는 것을 알 수 있다. 여기서 붉은 색으로 표시된 부분은 산소 분율이 20%인 일반 공기이며, 파란색에 가까워질수록 산소 농도가 0%로 떨어지는 것을 표시한다.

이를 통해, 상부커버(50)와 노즐본체(61)에서 분출되는 실링가스에 의해 외부 공기의 유입을 차단하여 무산화 분위기를 형성하게 되므로, 하부가 물리적으로 가려져 있지 않아 외부에서 에어나이프(40)의 상태를 육안으로 확인할 수 있게 되면서 도금포트(12) 내의 도금액 표면에 발생하는 드로스 또는 각종 이물을 용이하게 제거할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무산화 가스 와이핑 장치와 밀폐박스를 이용한 경우 내부 온도를 나타낸 것이다.

도 7(a)와 같이, 에어나이프(40) 주위가 물리적으로 가려진 밀폐박스를 이용하는 경우보다, 도 7(b)와 같이 본 실시 예의 무산화 가스 와이핑 장치(30)를 이용한 경우 내부 평균온도는 약 70도 가량 떨어진 것을 확인할 수 있다.

이를 통해, 본 실시 예의 무산화 가스 와이핑 장치(30)를 이용하는 경우 무산화 분위기를 형성하기 위해 차폐를 수행하는 경우 발생하는 온도 상승에 의하여 주변 구성부품들의 오작동을 방지할 수 있는 효과도 아울러 가질 수 있게 된다.

10: 강판, 12: 도금포트,
20: 롤 장치, 30: 무산화 가스 와이핑 장치,
40: 에어나이프, 50: 상부커버,
51: 상측벽, 52: 측벽,
60: 가스분사장치, 61: 노즐본체,
70: 배기유로.

Claims (6)

1. 도금포트로부터 상부로 배출되는 강판의 양측에 배치된 에어나이프;
   상기 에어나이프 상부를 덮도록 배치되며 상기 강판이 배출되는 출구가 형성된 상부커버; 및
   상기 상부커버의 내측 둘레를 따라 배치되며, 상기 도금포트 내의 도금액 표면을 향해 실링가스를 분출하여 상기 에어나이프 측방 둘레를 포위함에 의해 상기 에어나이프 주위의 무산화 분위기를 형성하는 가스분사장치;를 포함하는 무산화 가스 와이핑 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 상부커버는 상기 출구가 형성된 상측벽과, 상기 상측벽 둘레에서 하향 연장된 측벽을 포함하고,
   상기 측벽은 상기 상측벽 하방에 위치하는 상기 에어나이프를 가리지 않도록 형성되는 무산화 가스 와이핑 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 가스분사장치는 상기 상부커버와 소정간격 이격된 상태로 상기 측벽 둘레방향을 따라 연장 형성되는 노즐본체를 포함하고,
   상기 노즐본체와 상기 측벽 사이에는 상기 에어나이프에서 분출된 와이핑 가스가 외부로 배기되는 배기유로가 형성되는 무산화 가스 와이핑 장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부커버는 상기 에어나이프와 연동하여 이동 가능한 무산화 가스 와이핑 장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 실링가스는 질소 가스를 포함하는 무산화 가스 와이핑 장치.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 노즐본체는 상기 에어나이프에 와이핑가스를 공급하는 가스공급원으로부터 상기 와이핑가스를 공급받아 하방으로 분출시키는 무산화 가스 와이핑 장치.
   

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