KR20200021669A - 도금포트용 드로스 제거장치 - Google Patents

도금포트용 드로스 제거장치 Download PDF

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KR20200021669A KR1020180097263A KR20180097263A KR20200021669A KR 20200021669 A KR20200021669 A KR 20200021669A KR 1020180097263 A KR1020180097263 A KR 1020180097263A KR 20180097263 A KR20180097263 A KR 20180097263A KR 20200021669 A KR20200021669 A KR 20200021669A
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Abstract

도금포트용 드로스 제거장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 도금포트용 드로스 제거장치는 도금 공정에서 사용되는 포트의 너비 방향으로 놓인 몸체와, 몸체 상부에서 몸체의 길이 방향으로 이동하는 이동부재와, 이동부재 상부에 수직으로 세워진 지지대와, 지지대에 결합되어 지지대의 길이 방향으로 이동하는 승강부재와, 몸체를 지지하고, 몸체를 포트의 길이 방향으로 이동시키는 받침부재를 포함하되, 승강부재에는 질소 분사에 의해 포트 내에 쌓인 드로스를 제거하기 위한 분사헤드가 결합되고, 분사헤드는 승강부재에 결합된 원통 파이프 형태의 결합부와, 일정 두께를 가지며, 폭 면적이 점점 커지는 형상으로 삼각 형상으로 마련된 분사부와, 결합부 하단과 분사부 상단을 중간에서 연결하는 연통부를 포함한다.

Description

도금포트용 드로스 제거장치{DROSS REMOVING APPARATUS USED FOR PLATING POT}
본 발명은 도금포트용 드로스 제거장치에 관한 것이다.
포트(pot)는 도금공정에서 용융아연을 보관하는 설비이며, 도금 작업 시 포트 바닥에는 아연과 철의 결합물인 드로스(dross)가 쌓이게 된다. 드로스의 양은 포트의 사용기간이 길어질수록 증가하며, 주기적으로 드로스 제거작업을 실시해야 안정적인 포트 상태를 유지할 수 있다.
포트 내 드로스 제거작업은 드로스 제거장치를 이용하여 질소 버블링(bubbling)으로 포트의 벽체 및 바닥에 굳어있는 드로스를 녹이고, 퍼내는 순으로 수행된다. 포트의 벽면과 바닥면은 곡면 형태를 갖고 있으며, 드로스 제거장치는 분사헤드(노즐이라고도 함)을 통해 질소를 분사시킨다.
그러나, 종래의 드로스 제거장치는 원통 파이프 형태로 마련된 분사헤드를 가져서 드로스 제거를 위해 포트의 바닥 및 벽면 등을 향해 균일한 분사를 하기 어렵다. 이에, 분사 위치마다 작업편차가 생기고, 포트 벽면 등에 부착된 드로스를 효과적으로 제거할 수 없다.
또 포트의 바닥면에 있는 드로스를 포트 중앙쪽으로 모아야 드로스 제거작업이 용이한데, 균일한 분사가 어려운 종래의 원통형 분사헤드는 드로스를 모으는 데에 효과적이지 못하다.
관련된 종래기술로서, 한국등록특허 제10-1853831호(2018.04.25. 등록일)를 참조하기 바란다.
한국등록특허 제10-1853831호(2018.04.25. 등록일)
본 발명의 실시 예는 포트 내의 드로스를 효과적으로 제거할 수 있는 도금포트용 드로스 제거장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도금 공정에서 사용되는 포트의 너비 방향으로 놓인 몸체와, 상기 몸체 상부에서 상기 몸체의 길이 방향으로 이동하는 이동부재와, 상기 이동부재 상부에 수직으로 세워진 지지대와, 상기 지지대에 결합되어 상기 지지대의 길이 방향으로 이동하는 승강부재와, 상기 몸체를 지지하고, 상기 몸체를 상기 포트의 길이 방향으로 이동시키는 받침부재를 포함하되, 상기 승강부재에는 질소 분사에 의해 상기 포트 내에 쌓인 드로스를 제거하기 위한 분사헤드가 결합되고, 상기 분사헤드는 상기 승강부재에 결합된 원통 파이프 형태의 결합부와, 일정 두께를 가지며, 폭 면적이 점점 커지는 형상으로 삼각 형상으로 마련된 분사부와, 상기 결합부 하단과 상기 분사부 상단을 중간에서 연결하는 연통부를 포함하는 도금포트용 드로스 제거장치가 제공될 수 있다.
상기 연통부는 상기 결합부 하단에 연결되는 상단 연결부위로부터 상기 분사부 상단에 연결되는 하단 연결부위까지 그 두께가 상기 결합부의 두께 크기로부터 상기 분사부의 두께 크기로 점점 감소하면서 상기 결합부 하단과 상기 분사부 상단이 자연스럽게 이어지도록 하는 형태일 수 있다.
상기 분사부에는 상기 분사부와 상기 포트 바닥면 사이의 거리 및 상기 드로스의 쌓인 양 중 하나 이상을 측정하는 센서부가 마련되고, 상기 센서부로부터 수신한 상기 거리 값 및 상기 드로스의 쌓인 양 중 하나 이상을 기초로 상기 승강부재를 제어하여 상기 분사헤드의 높낮이를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 받침부재는 상기 몸체를 지지하면서 상기 포트 상단과 일정 거리 떨어진 지지판과, 상기 지지판의 좌우 측을 지지하며, 상기 포트 좌우 측에 형성된 레일 상에서 상기 포트의 길이 방향으로 이동하는 레그를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 도금포트용 드로스 제거장치는 포트 내의 드로스를 효과적으로 제거할 수 있다.
또, 드로스 제거를 위해 포트의 바닥 및 벽면 등을 향해 균일한 분사를 수행할 수 있다.
또, 포트의 바닥면에 있는 드로스를 포트 중앙쪽으로 효과적으로 모아 간편하게 처리할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 도금포트용 드로스 제거장치를 나타낸 것이다.
도 2와 도 3은 도 1의 드로스 제거장치의 분사헤드 부위를 각각 사시도와 측면도로 나타낸 것이다.
도 4는 도 1의 드로스 제거장치를 이용하여 드로스를 포트 중앙 쪽으로 모으는 방법을 나타낸다.
도 5는 도 1의 드로스 제거장치를 이용하여 드로스를 처리하기 전과 도 4의 방법으로 포트 중앙 쪽으로 드로스를 처리한 모습을 나타낸다.
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 도금포트용 드로스 제거장치를 나타낸 것이고, 도 2와 도 3은 도 1의 드로스 제거장치의 분사헤드 부위를 각각 사시도와 측면도로 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 도금포트용 드로스 제거장치(100)는 도금 공정에서 사용되는 포트(200) 내에 쌓인 드로스(dross, 10)를 질소 분사에 의해 제거하기 위해, 포트(200)의 너비 방향으로 놓인 몸체(110)와, 몸체(110)의 길이 방향(X축)으로 이동하는 이동부재(120)와, 이동부재(120) 상부에 수직으로 세워진 지지대(130)와, 지지대(130)에 결합되어 지지대(130)의 길이 방향(Z축)으로 이동하는 승강부재(140)와, 몸체(110)를 지지하고, 몸체(110)를 포트(200)의 길이 방향(Y축)으로 이동시키는 받침부재(150)를 포함한다. 승강부재(140)에는 포트(200)의 드로스(10)를 제거하기 위한 분사헤드(160)가 결합되어 있다.
이때, 드로스 제거장치(100)는 도시하지는 않았으나 질소공급기로부터 질소를 공급받아 포트(200) 내에 쌓인 드로스(10)를 향해 분사헤드(160)를 통해 분사시켜 질소 버블링을 발생시킴으로써 드로스(10)를 제거할 수 있다.
구체적으로, 몸체(110) 상부에는 몸체(110)의 길이 방향(X축)을 따라 제1레일(R1)이 형성될 수 있다. 제1레일(R1)에는 이동부재(120)가 이동 가능하게 결합되어 있다. 이동부재(120)는 제1모터(M1)에 의해 이동부재(120) 하부에 결합된 휠(W1)이 구동됨에 따라 제1레일(R1) 상에서 X축을 따라 이동할 수 있다.
또, 이동부재(120) 상부에는 수직으로 세워진 지지대(130)가 마련되어 있다. 지지대(130)의 길이 방향(Z축)을 따라 제2레일(R2)이 형성되어 있다. 제2레일(R2)에는 승강부재(140)가 이동 가능하게 결합되어 있다. 승강부재(140)는 제2모터(M2)에 의해 승강부재(140) 하부에 결합된 휠(미도시)이 구동됨에 따라 제2레일(R2) 상에서 Z축을 따라 이동할 수 있다. 다른 예에서는 유압 장치에 의해 승강부재(140)가 제2레일(R2)을 따라 상하로 이동할 수도 있다.
받침부재(150)는 몸체(110)를 지지하고, 몸체(110)를 포트(200)의 길이 방향(Y축)으로 이동시킨다. 이를 위해 받침부재(150)는 몸체(110)를 지지하면서 포트(200) 상단과 일정 거리 떨어진 지지판(151)과, 지지판(151)의 좌우 측을 지지하며, 포트(200) 좌우 측에 형성된 제3레일(R3) 상에서 포트(200)의 길이 방향(Y축)으로 이동하는 레그(152)를 포함한다. 여기서 레그(152)는 포트(200)의 길이 방향(Y축)으로 마련된 제3레일(R3)에 결합되며, 제3모터(M3)에 의해 레그(152) 하단에 결합된 휠(W3)이 구동됨에 따라 제3레일(R3) 상에서 Y축을 따라 이동할 수 있다.
따라서, 상술한 승강부재(140)에 결합된 분사헤드(160)는 몸체(110) 상부의 이동부재(120)에 의해 X축으로 이동하게 되고, 지지대(130)에 결합된 승강부재(140)에 의해 Z축으로 이동하게 되고, 레그(152)에 의해 Y축으로 이동하면서 포트(200)에 쌓인 드로스(10)에 대한 제거작업을 수행할 수 있다.
분사헤드(160)는 승강부재(140)에 수직 결합된 원통 파이프 형태의 결합부(161)와, 일정 두께를 가지며, 폭 면적이 점점 커지는 삼각 형상으로 마련된 분사부(162)와, 결합부(161) 하단과 분사부(162) 상단을 중간에서 연결하는 연통부(163)를 포함한다.
결합부(161)는 원통 파이프 형태로 그 상부가 승강부재(140)에 결합되며, 그 하단은 연통부(163) 상단에 연결되어 있다. 질소공급기(미도시)로부터 공급된 질소는 결합부(161)를 통해 하측으로 이동할 수 있다.
분사부(162)는 두께가 일정한 납작한 삼각 형상으로 마련되며, 그 상단이 연통부(163)의 하단에 연결되어 있다.
연통부(163)는 결합부(161) 하단에 연결되는 상단 연결부위로부터 분사부(162) 상단에 연결되는 하단 연결부위까지 그 두께가 결합부(161)의 두께 크기(T1)로부터 분사부(162)의 두께 크기(T2)로 점점 감소하면서 결합부(161) 하단과 분사부(162) 상단이 자연스럽게 이어지도록 한다.
상술한 결합부(161), 연통부(163) 및 분사부(162)는 일체형으로 제작되거나 분리결합되도록 제작될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 도금포트용 드로스 제거장치(100)는 상술한 형태의 분사헤드(160)를 가짐으로써, 종래에 단순히 원통 파이프 형태로 마련된 분사헤드를 가져서 포트의 분사 대상 면에 균일한 분사를 하기 어려웠던 문제점을 해소시킬 수 있다.
즉, 포트 내에 쌓인 드로스(10) 제거를 위해 원통 파이프 형태의 결합부(161)를 통해 공급된 질소는 통로가 좁아지는 연통부(163)를 통해 폭 면적이 커지는 삼각 형상의 분사부(162)로 공급되어 분사헤드(160)가 향하고 있는 포트의 바닥 및 벽면 등에 수직으로 균일하게 분사될 수 있다.
구체적으로 도 3에 도시한 바와 같이 분사부(162)는 삼각 형태로 폭 면적이 점점 커지는 형상으로 마련되어 있고, 결합부(161)의 두께 크기(T1)로부터 분사부(162)의 두께 크기(T2)로 점점 감소하는 형태로 연통부(163)가 마련되어 있어, 결합부(161)를 통해 공급된 질소가 연통부(163) 및 분사부(162)를 통과하면서 집중적으로 강한 힘으로 포트의 드로스 제거면을 향해 수직 분출될 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 상술한 분사부(162)에는 센서부(170)가 마련될 수 있다.
센서부(170)는 분사부(162)와 포트(200) 바닥면 사이의 거리를 측정하는 거리측정센서(171)와, 포트(200)에 쌓인 드로스(10)의 양을 측정하는 드로스측정센서(172)를 포함할 수 있다. 포트(200) 바닥면은 중앙 쪽으로 갈수록 깊이가 깊은 곡면 형상일 수 있으며, 이에 분사헤드(160)와 포트(200) 바닥면 간에는 그 위치에 따라 거리조절이 필요하다. 센서부(170)에 의해 측정된 거리 값 및 드로스(10)의 양은 제어부(180)로 전달된다.
제어부(180)는 센서부(170)로부터 전달받은 측정 값을 기초로 예컨대 상술한 제2모터(M2)를 제어하여 승강부재(140)를 상승 또는 하강시킬 수 있다. 이를 통해 분사헤드(160)와 포트(200)의 바닥면 간 거리가 제어부(180)에 의해 조절되어, 포트(200)의 바닥면으로 분사되는 질소(유체)의 강도가 달라질 수 있다.
이러한 제어부(180)는 센서부(170)로부터 전달받은 측정 값뿐 아니라 외부의 제어 신호 또는 내장된 프로그램 설정 값에 따라 드로스(10)를 포트(200)의 중앙 쪽에 모으기 위해, 상술한 X축, Y축, 및 Z축으로 각각의 이동부재(120), 레그(152) 및 승강부재(140)가 이동하도록 각각의 구동수단인 모터(M1~M3)를 제어할 수 있다. 물론, 제어부(180)는 해당 구동수단이 유압장치이거나 다른 동력전달장치인 경우, 이를 제어할 수도 있다.
제어부(180)는 예컨대 몸체(110)와 같은 드로스 제거장치(100) 내에 마련되거나, 이에 한정되지 않고 드로스 제거장치(100)를 원격으로 조작하는 사용자의 조작장치에 모듈 형태로 마련될 수도 있다.
도 4는 도 1의 드로스 제거장치를 이용하여 드로스를 처리하는 방법을 나타내고, 도 5는 도 1의 드로스 제거장치를 이용하여 드로스를 처리하기 전과 도 4의 방법으로 포트 중앙 쪽으로 드로스를 처리한 모습을 나타낸다.
이하의 드로스 제거장치(100)에 포함된 각 구성요소들의 동작들은 내부의 설정 값, 상술한 센서부(170)로부터 수신한 측정 값 또는 외부의 제어장치로부터 수신한 제어 값에 따라 상술한 제어부(180)의 제어에 의해 수행될 수 있다.
도 1, 도 4 및 도 5 의 (a)와 (b)를 참조하면, 분사헤드(160)의 분사부(162)의 너비 면이 포트(200)의 벽면과 대면하도록 한 상태에서 수직으로 균일하게 질소를 분사시키면서 포트(200)의 바닥면에 있는 드로스(10)를 포트(200)의 중앙 쪽으로 모은다.
구체적으로, 사각 형태의 포트(200)의 제1벽면(201) 모서리 쪽 최초 위치(A)에서 분사헤드(160)를 통해 질소를 분사해 가면서 X축을 따라 이동부재(120)를 포트(200)의 중앙 쪽으로 이동시켜 드로스(10)를 포트(200)의 중앙 쪽으로 모으고 다시 제1벽면(201) 쪽으로 이동한 다음, 제1벽면(201)의 다음 모서리(B) 쪽으로 제3레일(R3)에 결합된 레그(152) 이동에 의해 Y축을 따라 설정 거리만큼 이동해 가면서 상술한 동작을 동일하게 반복 수행한다. 이때, 포트(200)의 깊이 및 드로스(10)의 쌓인 양에 따라 제2레일(R2)에 결합된 승강부재(140)의 이동에 의해 Z축으로 분사헤드(160)를 이동시켜 높낮이를 조절할 수 있다. 포트(200)의 깊이 및 드로스(10)의 쌓인 양은 상술한 센서부(170)에 의해 측정되어 제어부(180)에 전달된 값이다.
제1벽면(201)의 다음 모서리(B)까지 위 반복된 동작을 수행하면서 이동이 완료되면, 제1벽면(201)과 대면하는 제2벽면(202) 쪽으로 이동부재(120) 이동에 의해 분사헤드(160)를 단번에 이동시켜, 제1벽면(201)의 모서리(B)와 이어지는 제2벽면(202)의 모서리(C)에서 다음 제2벽면(202)의 모서리(D)까지 드로스(10)를 포트(200) 중앙 쪽으로 모으는 위와 같은 동작을 반복 수행한다.
즉, 제2벽면(202)의 모서리(C)에서 분사헤드(160)를 통해 질소를 분사해 가면서 X축을 따라 이동부재(120)를 포트(200)의 중앙 쪽으로 이동시켜 드로스(10)를 포트(200)의 중앙 쪽으로 모으고 다시 제2벽면(202) 쪽으로 이동한 다음, 제2벽면(202)의 다음 모서리(D) 쪽으로 제3레일(R3)에 결합된 레그(152) 이동에 의해 Y축을 따라 설정 거리만큼 이동해 가면서 상술한 동작을 동일하게 반복 수행한다.
이를 통해, 도 5의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 포트(200)의 바닥면에 분포되어 있던 드로스(10)를 포트(200) 중앙 쪽에 모아 편리하게 처리할 수 있다.
이와 같이, 상술한 형태의 분사헤드(160)를 가진 드로스 제거장치(100)를 통해, 포트(200)의 바닥면에 있는 드로스(10)를 포트(200)의 중앙 쪽으로 효과적으로 모아 간편하게 처리할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
110: 몸체 120: 이동부재
130: 지지대 140: 승강부재
150: 받침부재 151: 지지판
152: 레그 160: 분사헤드
161: 결합부 162: 분사부
162: 연통부 170: 센서부
180: 제어부 M1: 제1모터
M2: 제2모터 M3: 제3모터
R1: 제1레일 R2: 제2레일
R3: 제3레일 W1, W3: 휠

Claims (4)

  1. 도금 공정에서 사용되는 포트의 너비 방향으로 놓인 몸체와,
    상기 몸체 상부에서 상기 몸체의 길이 방향으로 이동하는 이동부재와,
    상기 이동부재 상부에 수직으로 세워진 지지대와,
    상기 지지대에 결합되어 상기 지지대의 길이 방향으로 이동하는 승강부재와,
    상기 몸체를 지지하고, 상기 몸체를 상기 포트의 길이 방향으로 이동시키는 받침부재를 포함하되,
    상기 승강부재에는 질소 분사에 의해 상기 포트 내에 쌓인 드로스를 제거하기 위한 분사헤드가 결합되고,
    상기 분사헤드는 상기 승강부재에 결합된 원통 파이프 형태의 결합부와,
    일정 두께를 가지며, 폭 면적이 점점 커지는 형상으로 삼각 형상으로 마련된 분사부와,
    상기 결합부 하단과 상기 분사부 상단을 중간에서 연결하는 연통부를 포함하는 도금포트용 드로스 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연통부는 상기 결합부 하단에 연결되는 상단 연결부위로부터 상기 분사부 상단에 연결되는 하단 연결부위까지 그 두께가 상기 결합부의 두께 크기로부터 상기 분사부의 두께 크기로 점점 감소하면서 상기 결합부 하단과 상기 분사부 상단이 자연스럽게 이어지도록 하는 형태인 도금포트용 드로스 제거장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분사부에는 상기 분사부와 상기 포트 바닥면 사이의 거리 및 상기 드로스의 쌓인 양 중 하나 이상을 측정하는 센서부가 마련되고,
    상기 센서부로부터 수신한 상기 거리 값 및 상기 드로스의 쌓인 양 중 하나 이상을 기초로 상기 승강부재를 제어하여 상기 분사헤드의 높낮이를 조절하는 제어부를 더 포함하는 도금포트용 드로스 제거장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 받침부재는 상기 몸체를 지지하면서 상기 포트 상단과 일정 거리 떨어진 지지판과,
    상기 지지판의 좌우 측을 지지하며, 상기 포트 좌우 측에 형성된 레일 상에서 상기 포트의 길이 방향으로 이동하는 레그를 포함하는 도금포트용 드로스 제거장치.
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JP2000273600A (ja) * 1999-03-25 2000-10-03 Nisshin Steel Co Ltd ドロス除去方法および除去装置
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