KR20170074304A - 비정질 소재의 권취장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 비정질 소재가 생산되어 권취되는 과정에서 분사되는 냉각공기에 의해 냉각이 이루어지도록 한 비정질 소재의 권취장치를 제공하는 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 비정질 소재의 권취장치는 용강을 급냉시켜 비정질 소재로 제조하는 냉각롤을 통과한 비정질 소재를 권취하는 비정질 소재의 권취장치에 있어서, 상기 냉각롤을 통과한 비정질 소재를 권취하되, 초기 권취위치에서 연속권취위치로 이동가능토록 제공되는 권취롤; 및 상기 냉각롤과 상기 권취롤 사이로, 상기 냉각롤을 통과하고 권취되는 상기 비정질 소재의 냉각 및 이송을 안내하기 위해 다수의 위치에서 설정된 각도와 속도로 공기를 분사하는 복수의 냉각공기 분사노즐을 구비한 냉각세트;를 포함한다.

Description

비정질 소재의 권취장치 {AMORPHOUS MATERIAL COILING APPARATUS }
본 발명은 비정질 소재를 생산하여 권취하는 과정에서 목표 온도로 냉각이 이루어지도록 한 비정질 소재의 권취장치에 관한 것이다.
일반적으로 비결정질 합금(이하 '비정질 합금'이라 함)은 금속을 용융 상태에서 급속 냉각시켜 제조되며, 비정질 합금은 원자가 규칙적으로 배열하여 결정화할 시간이 없어 액상의 무질서한 원자배열 상태를 고체 상태까지 유지하게 된다.
이러한 비정질 합금을 제조하는 방법으로는 노즐을 통하여 용융물을 냉각롤의 원주면에 공급한 후, 냉각롤의 고속회전으로 급속냉각하여 용융물을 응고시키는 급냉응고(RSP;Rapid Solidification Process)을 이용한 단롤식이 대표적이다.
종래의 단롤법은 용융 금속을 고속 회전하고 있는 냉각롤 표면에 분출시켜, 이 냉각롤상에서 급냉 응고시켜 연속적으로 비정질 소재를 얻는 방법으로, 이와 같이 제조된 비정질 소재를 매우 빠른 속도(약 30m/s)로 권취해야 한다.
그런데, 비정질 소재는 생산된 직후의 소재 온도가 높아서, 그 상태에서 권취할 때 소재의 품질에 영향을 미치게 되므로, 품질을 확보할 수 있는 온도로 소재를 냉각시켜야 한다.
그러나, 종래에는 비정질 소재의 냉각이 냉각롤에 의존하고 있으며, 비정질 소재가 권취되는 과정에서 적절한 냉각이 이루어지지 않아 소재 품질의 향상이 제한되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 비정질 소재가 생산되어 권취되는 과정에서 분사되는 냉각공기에 의해 냉각이 이루어지도록 한 비정질 소재의 권취장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 비정질 소재의 권취장치는 용강을 급냉시켜 비정질 소재로 제조하는 냉각롤을 통과한 비정질 소재를 권취하는 비정질 소재의 권취장치에 있어서, 상기 냉각롤을 통과한 비정질 소재를 권취하되, 초기 권취위치에서 연속권취위치로 이동가능토록 제공되는 권취롤; 및 상기 냉각롤과 상기 권취롤 사이로, 상기 냉각롤을 통과하고 권취되는 상기 비정질 소재의 냉각 및 이송을 안내하기 위해 다수의 위치에서 설정된 각도와 속도로 공기를 분사하는 복수의 냉각공기 분사노즐을 구비한 냉각세트;를 포함한다.
또한, 상기 냉각세트는 상기 냉각롤과 인접하게 제공되어 상기 비정질 소재의 진행방향으로 경사지게 냉각공기를 분사하는 제1냉각공기 분사노즐과, 상기 권취롤의 연속권취위치에 인접하게 제공되어 상기 비정질 소재의 진행방향의 역방향으로 경사지게 냉각공기를 분사하는 제2냉각공기 분사노즐과, 상기 권취롤의 하부에 인접하게 제공되어 상기 비정질 소재의 진행방향의 역방향으로 경사지게 냉각공기를 분사하는 제3냉각공기 분사노즐을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1냉각공기 분사노즐은, 상기 비정질 소재의 진행방향에 대해 5 내지 10도의 각도로, 상기 비정질 소재의 진행속도에 대해 90 내지 110%의 속도로 냉각공기를 분사할 수 있다.
또한, 상기 제2냉각공기 분사노즐은, 상기 비정질 소재의 진행방향의 역방향에 대해 20 내지 50도의 각도로, 상기 비정질 소재의 진행속도에 대해 80 내지 90%의 속도로 냉각공기를 분사할 수 있다.
또한, 상기 제3냉각공기 분사노즐은, 상기 비정질 소재의 진행방향의 역방향에 대해 30 내지 50도의 각도로, 상기 비정질 소재의 진행속도에 대해 80 내지 90%의 속도로 냉각공기를 분사할 수 있다.
또한, 상기 냉각롤과 상기 권취기 사이에 제공되어 상기 비정질 소재를 절단 및 방향전환을 위한 디플렉터 롤을 더 포함하고, 상기 디플렉터 롤의 상부에 인접하게 제공되어 상기 비정질 소재의 진행방향에 직각으로 공기를 분사하여 상기 비정질 소재의 절단하거나, 상기 권취롤에 상기 비정질 소재가 권취유도되도록 하는 에어분사노즐을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 에어분사노즐은 상기 비정질 소재의 진행속도에 대해 100 내지 110%의 속도로 공기를 분사할 수 있다.
또한, 상기 냉각공기 분사노즐은, 압축공기가 유입되는 입구와, 상기 입구로 유입된 압축공기에 온도차이를 발생하여 상대적으로 저온 또는 고온의 공기로 분리하여 제1출구 및 제2출구로 분리하여 배출하는 와류발생구조가 마련된 볼텍스 튜브와, 상기 볼텍스 튜브에서 저온의 공기가 배출되는 제1출구와 연결되어, 코완다 효과를 이용하여 저온의 공기를 증폭하여 분사하는 에어커튼을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소재가 생산되어 권취되는 과정에서 냉각 공기를 분사하여 냉각이 이루어지도록 하여 소재의 온도를 낮출 수 있고, 이에 따라 소재의 취성을 감소시켜서 소재가 권취완료 되었을 때, 내권부가 파단되는 것을 방지할 수 있고, 소재 재권취시 제품 손상을 막아 상품가치를 높일 수 있으며. 비정질도가 높아지게 되어 변압기 코어 등을 활용될 경우 철손을 낮추어 변압기 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 비정질 소재의 권취장치를 도시한 도면.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 비정질 소재의 권취장치의 제1냉각공기 분사노즐 내지 제3냉각공기 분사노즐을 확대하여 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 다른 비정질 소재의 권취장치의 에어분사노즐을 확대하여 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 소재의 권취장치의 볼텍스 튜브의 작동개념을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 소재의 권취장치의 에어커튼의 작동개념을 도시한 도면.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 비정질 소재의 권취장치를 도시한 도면이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 비정질 소재의 권취장치의 제1냉각공기 분사노즐 내지 제3냉각공기 분사노즐을 확대하여 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 다른 비정질 소재의 권취장치의 에어분사노즐을 확대하여 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예의 비정질 소재의 권취장치(100)는 턴디쉬(10)로부터 유입되는 용강을 급냉시켜 비정질 소재(S)를 제조하는 냉각롤(20)에 근접하게 배치될 수 있다. 비정질 소재의 권취장치(100)는 냉각롤(20)로부터 공급되는 비정질 소재(S)를 연속으로 권취하도록 제공될 수 있다.
냉각롤(20)은 구동모터를 포함하는 구동수단에 연계되어 연속적으로 회전하게 되며, 냉각롤(20)의 일측에는 냉각롤(20)에 냉각된 비정질 소재(S)를 빗겨내어 권취되도록 이동시키는 나이프부재(22)가 구비될 수 있다.
또한, 비정질 소재의 권취장치(100)는, 권취기 본체(110)와, 이 권취기 본체(110)에 회전 가능하게 제공되어 냉각롤(20)로부터 분리되어 공급되는 비정질 소재(S)를 권취하는 권취롤(120)을 포함할 수 있다.
또한, 권취기 본체(110)의 일측에는 권취롤(120)과 연계되어 권취롤(120)을 회전시키는 권취모터가 제공될 수 있다.
한편, 권취롤(120)은 권취롤(120) 지지부에 회전 가능하게 제공된다. 권취롤(120) 지지부는 초기에는 냉각롤(20)과 인접하게 배치되어 냉각롤(20)로부터 공급된 비정질 소재(S)가 권취된 후, 비정질 소재(S)가 안정적으로 권취되면 권취기 본체부(110)를 따라 냉각롤(20)로부터 멀어지도록 후퇴이동될 수 있다.
권취롤(120)은 복수로 제공될 수 있다. 일례로 본 실시예에서 권취롤(120)은 2개로 제공될 수 있으며, 어느 하나의 권취롤(120)이 비정질 소재(S)를 권취하고 있을 때 다른 하나는 대기상태일 수 있고, 어느 하나의 권취롤(120)에 비정질 소재(S)의 권취가 완료되면, 대기 상태의 권취롤(120)로 연속되며 비정질 소재(S)가 권취되도록 제공될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 비정질 소재의 권취장치(100)는 비정질 소재(S)가 냉각롤(20)로부터 분리된 후 후퇴이동하여 연속권취위치에 위치된 권취롤(120)에 권취되는 과정에서 비정질 소재(S)의 이동을 안내하며 동시에 비정질 소재(S)를 냉각하는 냉각세트(130)를 포함할 수 있다.
구체적으로 냉각세트(130)는 냉각롤(20)과 권취롤(120) 사이의 다수의 위치에서 비정질 소재(S)로 냉각공기를 분사하는 복수의 냉각공기 분사노즐을 포함할 수 있으며, 다수의 위치에서 각각 설정된 각도와 속도로 냉각공기를 분사하도록 제공될 수 있다.
일례로, 냉각세트(130)는 제1냉각공기 분사노즐(132), 제2냉각공기 분사노즐(134) 및 제3냉각공기 분사노즐(136)을 포함할 수 있다.
제1냉각공기 분사노즐(132)은, 냉각롤(20)과 인접하게 제공될 수 있으며, 비정질 소재(S)의 진행방향으로 경사지게 냉각공기를 분사할 수 있다.
제1냉각공기 분사노즐(132)은, 비정질 소재(S)가 냉각롤(20)로부터 생산되는 시점부터 냉각공기를 분사할 수 있으며, 비정질 소재(S)가 날아가는 방향과 같은 방향으로 분사되므로 소재의 진행을 더욱 빠르고 안정적으로 유지할 수 있고, 냉각롤(20)로부터 분사된 초기부터 권취롤(120)에 초기 권취되기까지 비정질 소재(S)를 신속하게 냉각할 수 있다.
바람직하게는 제1냉각공기 분사노즐(132)은, 비정질 소재(S)의 진행방향으로 냉각공기를 분사하되, 비정질 소재(S)의 진행방향에 대해 5 내지 10도의 각도로 냉각공기를 분사할 수 있다.
따라서, 냉각롤(20)에서 분리된 비정질 소재(S)는 제1냉각공기 분사노즐(132)에서 분사되는 공기에 의해 상부쪽의 압력이 낮아지게 됨에 따라 제1냉각공기 분사노즐(132)에서 분사되는 공기의 흐름방향으로 부력이 발생하게 되며 공기와 함께 진행이동될 수 있다.
또한, 제1냉각공기 분사노즐(132)은, 분사되는 공기에 의해 비정질 소재(S)에 다소 부력이 생성되는 바, 비정질 소재(S)가 권취롤(120)에 밀착되며 권취되도록 비정질 소재(S)를 권취롤(120) 방향으로 가압되도록 분사되는 것이 바람직하다. 일례로, 제1냉각공기 분사노즐(132)은 비정질 소재(S)의 진행방향 기준으로 5 내지 10도 경사지게 배치될 수 있다.
따라서, 제1냉각공기 분사노즐(132)은 소재 표면과 냉각공기와의 접촉면적이 최대화되며, 이에 따라 비정질 소재(S)를 안정적으로 안내함과 동시에 비정질 소재(S)를 효과적으로 냉각할 수 있다.
또한, 제1냉각공기 분사노즐(132)에서 분사되는 냉각공기의 속도는, 비정질 소재(S)의 생산속도에 대해 약 90 내지 110%의 속도로 분사될 수 있다. 따라서, 제1냉각공기 분사노즐(132)은 비정질 소재(S)에 냉각 공기를 분사하는 과정에서 비정질 소재(S)의 진행속도와 비슷한 속도로 분사되는 냉각공기에 의해 안정적인 진행이 가능하게 되며, 이 과정에서 비정질 소재(S)가 권취롤(120)에 흡착되는 방향으로 권취될 수 있다.
한편, 제2냉각공기 분사노즐(134)은 권취롤(120)의 연속권취위치에 인접하게 제공될 수 있다. 제2냉각공기 분사노즐(134)은 비정질 소재(S)의 진행방향의 역방향으로 경사지게 냉각공기를 분사할 수 있다.
제2냉각공기 분사노즐(134)은, 권취롤(120)의 연속권취위치의 상부에 제공될 수 있으며, 비정질 소재(S)의 진행방향에 대해 역방향으로 냉각공기를 분사할 수 있다.
일례로, 제2냉각공기 분사노즐(134)은 비정질 소재(S)의 진행방향에 대해 역방향으로 15 내지 35도의 각도로 냉각공기를 분사할 수 있다.
따라서, 비정질 소재(S)는 제1냉각공기 분사노즐(132)에서 분사되는 공기의 흐름에 의해 연속권취위치로 이동한 후, 제2냉각공기 분사노즐(134)에서 분사되는 역방향 냉각공기에 의해 가라앉으며 권취롤(120)에 밀착되도록 이동할 수 있다.
또한, 제2냉각공기 분사노즐(134)에서 분사되는 냉각공기의 속도는 비정질 소재(S)의 진행속도에 대해 70 내지 80%일 수 있다.
제2냉각공기 분사노즐(134)에서 분사되는 냉각공기는 비정질 소재(S)의 진행을 제한하여 권취롤(120)에 밀착되게 하기 위함이며, 냉각공기의 속도를 비정질 소재(S)의 진행 속도보다 느리게 함으로서 비정질 소재(S)가 냉각공기와 오랫동안 접촉하며 충분히 냉각되도록 할 수 있다.
본 실시예에서 비정질 소재(S)는 연속권취위치에서 권취롤(120)에 권취됨에 따라 권취된 코일의 외경이 증가(일례로 코일의 외경은 Ф620~1,100mm로 증가할 수 있음)할 수 있으며, 이에 따라 제2냉각공기 분사노즐(134)에서 분사되는 냉각공기의 각도도 그에 맞게 변하면서 코일 상부의 최 외권부를 냉각할 수 있다.
제2냉각공기 분사노즐(134)은, 권취롤(120)에 비정질 소재(S)가 초기 권취된 이후, 연속권취위치로 이동이 완료된 시점에서 냉각공기를 분사할 수 있다.
이는 권취롤(120)이 연속권취위치에 도달하기 전에 냉각공기를 비정질 소재(S)의 진행방향으로 역방향으로 분사하게 되면, 비정질 소재(S)의 진행이 제한되어 조름 등이 발생하거나 안정적인 권취가 이루어지지 못하기 때문이다.
또한, 제2냉각공기 분사노즐(134)은, 초기 권취후 연속권취위치에서 비정질 소재(S)의 권취가 완료될 때까지 비정질 소재(S)의 권취된 코일 상부를 냉각하는 것이며, 권취를 완료한 후 감속되는 동안 비정질 소재(S)의 단부, 즉 코일 테일부가 비산하면서 파손되는 것을 방지하기 위해 눌러주는 역할을 할 수 있다.
한편, 제3냉각공기 분사노즐(136)은 연속권취위치에 위치된 권취롤(120)의 하부에 인접하게 제공될 수 있으며, 비정질 소재(S)의 진행방향의 역방향으로 경사지게 냉각공기를 분사할 수 있다.
일례로, 제3냉각공기 분사노즐(136)은, 비정질 소재(S)의 진행방향의 역방향에 대해 30 내지 50도의 각도로 냉각공기를 분사할 수 있다.
이러한 제3냉각공기 분사노즐(136)은, 권취롤(120)의 하부에서 비정질 소재(S)와 가장 가까운 거리에서 냉각공기를 지속적으로 분사할 수 있다.
본 실시예에서 권취롤(120)은, 권취기 본체(110)에 대해 복수개, 일례로 2개로 제공될 수 있다. 제3냉각공기 분사노즐(136)도 이에 따라 각각의 권취롤(120)의 하부에 제공될 수 있다.
또한, 제3냉각공기 분사노즐(136)에서 분사되는 냉각공기의 속도는 비정질 소재(S)의 진행속도에 대해 70 내지 80%일 수 있다.
제3냉각공기 분사노즐(136)에서 분사되는 냉각공기는 제2냉각공기 분사노즐(134)에 분사되는 냉각공기와의 간섭을 피할 수 있는 각도와 속도로 분사될 수 있다. 또한, 제3냉각공기 분사노즐(136)은 분사되는 냉각공기의 속도를 비정질 소재(S)의 진행 속도보다 느리게 함으로서 비정질 소재(S)가 냉각공기와 오랫동안 접촉하며 충분히 냉각되도록 할 수 있다.
본 실시예에서 비정질 소재(S)는 연속권취위치에서 권취롤(120)에 권취됨에 따라 권취된 코일의 외경이 증가(일례로 코일의 외경은 Ф620~1,100mm로 증가할 수 있음)할 수 있으며, 이에 따라 제3냉각공기 분사노즐(136)에서 분사되는 냉각공기의 각도도 그에 맞게 변하면서 코일 하부의 최 외권부를 냉각할 수 있다.
또한, 제3냉각공기 분사노즐(136)은, 권취롤(120)에 비정질 소재(S)가 초기 권취된 이후, 일정 장력이 적용되는 직후부터 분사될 수 있다. 이때, 비정질 소재(S)가 권취롤(120)에 권취되는 과정에서 일정 장력이 적용되기 전에 분사되면 비정질 소재(S)가 권취롤(120)에 권취되는 것을 방해할 수 있어 초기 권취가 이루어지기 어렵기 때문이다.
또한, 제3냉각공기 분사노즐(136)은, 초기권취후 연속권취위치에서 비정질 소재(S)의 권취가 완료될 때까지 비정질 소재(S)의 권취된 코일 하부를 냉각하는 것이며, 권취를 완료한 후 감속되는 동안 비정질 소재(S)의 단부, 즉 코일 테일부가 비산하면서 파손되는 것을 방지하기 위해 눌러주는 역할을 할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 냉각롤(20)과 권취기 사이에는 비정질 소재(S)를 절단하거나, 방향전환을 위한 디플렉터 롤(125)이 더 제공될 수 있다.
또한, 디플렉터 롤(125)의 상부에는 비정질 소재(S)의 절단을 도화주기 위한 에어분사노즐(138)이 제공될 수 있다.
에어분사노즐(138)은, 비정질 소재(S)의 진행방향에 대해 직각으로 공기를 분사하도록 배치될 수 있다. 이러한 에어분사노즐은 비정질 소재(S)로 에어를 공급하여 비정질 소재(S)를 절단하거나 초기 권취위치에 위치된 권취롤(120)에 비정질 소재(S)가 권취되도록 비정질 소재(S)를 권취롤(120) 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 실시예에서 에어분사노즐(138)은 비정질 소재(S)의 진행속도에 대해 100 내지 110%의 속도로 공기를 분사할 수 있으며, 바람직하게는 103 내지 107%의 속도로 공기를 분사할 수 있다. 이때, 에어분사노즐(138)에서 분사되는 공기는 비정질 소재(S)의 진행방향에 대해 직각으로 분사될 수 있으며, 이에 따라 절단된 비정질 소재(S)가 초기 권취위치에 위한 다른 권취롤(120)에 붙을 수 있도록 하향 이동될 수 있다. 또한, 에어분사노즐(138)에서 분사되는 공기의 속도는 비정질 소재(S)의 진행속도보다 같거나 약간 빠른 것이 바람직하다. 이는 에어분사노즐(138)에서 분사되는 공기의 속도가 너무 낮을 경우 비정질 소재(S)를 하향으로 이동시키는데 제한이 있고, 에어분사노즐(138)에서 분사되는 공기의 속도가 너무 빠를 경우 절단된 비정질 소재(S)의 단부가 요동되어 절단 작업이 어려워지기 때문이다.
또한, 에어분사노즐(138)은, 비정질 소재(S)가 연속권취위치에 위치된 권취롤(120)에 권취 완료되면, 대기중인 다른 권취롤(120)에 권취될 수 있도록 비정질 소재(S)의 장력을 낮추고 디플렉터 롤(125)과 권취롤(120) 사이의 흡착 성공률을 노이기 위해 비정질 소재(S)의 진행방향에 대해 직각으로 공기를 분사하게 된다.
또한, 에어분사노즐(138)은, 비정질 소재(S)의 진행방향에 대해 직각 방향으로 분사되므로, 공기와 비정질 소재(S)와의 접촉시간이 짧아서 실질적인 냉각효과는 크지 않다. 따라서, 에어분사노즐(138)은 냉각공기를 분사하는 것 보다는 일반적인 공기를 분사하는 것도 가능하며, 냉각효과가 크지는 않지만 어느 정도 소재 냉각에도 기여할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 냉각공기 분사노즐, 즉 제1냉각공기 분사노즐(132), 제2냉각공기 분사노즐(134) 및 제3냉각공기 분사노즐(136)은, 별도의 냉각수단 없이 냉각공기를 대량으로 공급하도록 제공될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 소재의 권취장치의 볼텍스 튜브의 작동개념을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 소재의 권취장치의 에어커튼의 작동개념을 도시한 도면이다.
도 6과 도 7을 참고하면, 본 실시예에서 냉각공기 분사노즐은 볼텍스 튜브(150) 및 이 볼텍스 튜브(150)로부터 공급되는 냉각공기를 증폭시켜 분사하는 에어커튼(170)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 볼텍스 튜브(150)는 내부가 중공된 튜브(152)로 제공될 수 있고, 일측에는 압축공기가 유입되는 입구(154)가 형성될 수 있다. 이때, 입구(154)는 압축공기가 볼텍스 튜브(150) 내부로 유입되는 과정에서 회전하는 유동이 발생하도록 일측으로 치우쳐서 형성될 수 있다.
또한, 볼텍스 튜브(150)는 입구(154)로 유입된 압축공기가 튜브(152) 내부에서 와류를 발생시킬 수 있으며, 이 과정에서 공기의 단열팽창운동이 일어나며 압축공기가 온도차이를 갖도록 분리될 수 있다. 이때, 압축공기는 제1공기, 즉 상대적으로 저온인 공기(A1)와 제2공기, 제1공기에 비해 상대적으로 고온인 공기(A2)로 분리될 수 있으며, 각각 볼텍스 튜브(150)의 양단부에 위치한 제1출구(156)와 제2출구(158)로 분리 배출될 수 있다.
이러한 볼텍스 튜브(150)는 입구(154)로 유입되는 압축공기의 온도 대비 약 -40도 까지 냉각된 공기를 분리하여 제1출구(156)로 배출할 수 있다.
한편, 에어커튼(170)은 볼텍스 튜브(150)에서 저온의 공기(A1)가 배출되는 제1출구(156)에 연결될 수 있다.
에어커튼(170)은, 비정질 소재의 폭방향으로 미세한 틈(174)이 형성된 에어커튼 본체부(172)를 포함하고, 이 틈(174)을 통해 고속으로 에어를 분사하게 된다. 이때, 에어커튼(170)은 코완다 효과에 의해 주변부의 공기가 에어커튼 본체부(172)의 미세한 틈(174)을 통해 분사되는 에어와 함께 고속으로 분사될 수 있다.
본 실시예에서 에어커튼(170)은, 볼텍스 튜브(150)로부터 공급되는 저압의 공기가 주변의 공기에 의해 증폭되므로, 다량의 냉각된 공기를 분사할 수 있게 된다.
일례로, 에어커튼(170)으로 공급되는 공기량이 30Nm3/h일 경우, 분사되는 공기량은 750nm3/h로 증폭될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 제1냉각공기 분사노즐(132), 제2냉각공기 분사노즐(134) 및 제3냉각공기 분사노즐(136)은 볼텍스 튜브(150)와, 에어커튼(170)이 연결된 것일 수 있다. 또한, 디플렉터 롤(125)의 상부에 제공되는 에어분사노즐(138)은, 에어커튼(170)으로만 연결될 수 있다.
전술된 바와 같이 구성된 비정질 소재의 권취장치(100)는 비정질 소재(S)가 생산된 후 권취롤(120)에 권취되는 과정에서 100도 이하로 냉각이 가능하며, 이 과정에서 각각의 냉각공기 분사노즐이 비정질 소재(S)의 진행 방향을 제한 또는 간섭하지 않도록 배치되으면서도 비정질 소재(S)를 효과적으로 냉각하도록 배치될 수 있다.
따라서, 권취롤(120)에 권취된 비정질 소재(S)는 생산되어 권취되기 전에 충분한 냉각이 이루어져 100도 이하의 온도로 확보될 수 있으며, 권취후 냉각이 완료되는 과정에서도 냉각이 이루어짐에 따라 소재의 취성이 증가하는 것이 방지될 수 있고, 재권취시에도 소재의 파단 현상 등이 발생하는 것이 방지될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10: 턴디쉬 20: 냉각롤
100: 비정질 소재의 권취장치 110: 권취기 본체
120: 권취롤 122: 권취롤 지지부
125: 디플렉터 롤 130: 냉각세트
132: 제1냉각공기 분사노즐 134: 제2냉각공기 분사노즐
136: 제3냉각공기 분사노즐 138: 에어분사노즐
150: 볼텍스 튜브 154: 입구
156: 제1출구 158: 제2출구
170: 에어커튼

Claims (8)

  1. 용강을 급냉시켜 비정질 소재로 제조하는 냉각롤을 통과한 비정질 소재를 권취하는 비정질 소재의 권취장치에 있어서,
    상기 냉각롤을 통과한 비정질 소재를 권취하되, 초기 권취위치에서 연속권취위치로 이동가능토록 제공되는 권취롤; 및
    상기 냉각롤과 상기 권취롤 사이로, 상기 냉각롤을 통과하고 권취되는 상기 비정질 소재의 냉각 및 이송을 안내하기 위해 다수의 위치에서 설정된 각도와 속도로 공기를 분사하는 복수의 냉각공기 분사노즐을 구비한 냉각세트;
    를 포함하는 비정질 소재의 권취장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각세트는
    상기 냉각롤과 인접하게 제공되어 상기 비정질 소재의 진행방향으로 경사지게 냉각공기를 분사하는 제1냉각공기 분사노즐과,
    상기 권취롤의 연속권취위치에 인접하게 제공되어 상기 비정질 소재의 진행방향의 역방향으로 경사지게 냉각공기를 분사하는 제2냉각공기 분사노즐과,
    상기 권취롤의 하부에 인접하게 제공되어 상기 비정질 소재의 진행방향의 역방향으로 경사지게 냉각공기를 분사하는 제3냉각공기 분사노즐을 포함하는 비정질 소재의 권취장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1냉각공기 분사노즐은,
    상기 비정질 소재의 진행방향에 대해 5 내지 10도의 각도로, 상기 비정질 소재의 진행속도에 대해 90 내지 110%의 속도로 냉각공기를 분사하는 비정질 소재의 권취장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제2냉각공기 분사노즐은,
    상기 비정질 소재의 진행방향의 역방향에 대해 15 내지 35도의 각도로, 상기 비정질 소재의 진행속도에 대해 70 내지 80%의 속도로 냉각공기를 분사하는 비정질 소재의 권취장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 제3냉각공기 분사노즐은,
    상기 비정질 소재의 진행방향의 역방향에 대해 30 내지 50도의 각도로, 상기 비정질 소재의 진행속도에 대해 70 내지 80%의 속도로 냉각공기를 분사하는 비정질 소재의 권취장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각롤과 상기 권취기 사이에 제공되어 상기 비정질 소재를 절단 및 방향전환을 위한 디플렉터 롤을 더 포함하고,
    상기 디플렉터 롤의 상부에 인접하게 제공되어 상기 비정질 소재의 진행방향에 직각으로 공기를 분사하여 상기 비정질 소재의 절단하거나, 상기 권취롤에 상기 비정질 소재가 권취유도되도록 하는 에어분사노즐을 더 포함하는 비정질 소재의 권취장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 에어분사노즐은
    상기 비정질 소재의 진행속도에 대해 100 내지 110%의 속도로 공기를 분사하는 비정질 소재의 권취장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각공기 분사노즐은,
    압축공기가 유입되는 입구와, 상기 입구로 유입된 압축공기에 온도차이를 발생하여 상대적으로 저온 또는 고온의 공기로 분리하여 제1출구 및 제2출구로 분리하여 배출하는 와류발생구조가 마련된 볼텍스 튜브와,
    상기 볼텍스 튜브에서 저온의 공기가 배출되는 제1출구와 연결되어, 코완다 효과를 이용하여 저온의 공기를 증폭하여 분사하는 에어커튼을 포함하는 비정질 소재의 권취장치.
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