KR20240027279A - 도금설비 및 이를 이용한 도금강판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 도금설비 및 이를 이용한 도금강판 제조방법은 강판으로 와이핑가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절하도록 구성되는 가스나이프와, 가스나이프를 둘러싸도록 설치되며, 그 내부에 무산화분위기를 조성하는 실링박스와, 실링박스에 배치되어, 가스나이프를 지나는 도금강판으로 무산화기체를 토출하는 기체분사장치와, 가스나이프를 지나는 도금강판의 단부를 향해 무산화기체를 토출하는 사이드퍼지장치와, 가스나이프에 의해 도금층의 두께가 조절된 도금강판을 냉각하는 냉각장치와, 도금조 욕면에 형성되는 탑드로스를 수집하여 배출하는 탑드로스 배출장치를 포함한다.

Description

도금설비 및 이를 이용한 도금강판의 제조방법{Plating equipment and method for manufacturing plated strip using the same}
본 발명은 도금설비 및 이를 이용한 도금강판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조 및 공정을 개선한 도금설비 및 이를 이용한 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
용융아연도금은 내식성이 우수하고, 밀착성이 우수하여 철강의 표면처리를 위해 사용되어 왔다. 용융아연도금은 스트립을 용융금속이 수용되어 있는 도금조에 침지시키고, 싱크롤에 의한 방향전환 및 도금조로부터 끌어올려져 수행된다. 이 과정에서 가스나이프를 도금된 스트립에 분사하는 공정을 통해, 도금량을 제어할 수 있게 된다. 이와 같은 용융아연도금공정에 있어서, 대기 중 산소에 의한 산화가 발생하게 되며, 이로 인해 도금강판의 불량이 발생하게 된다.
이와 같은 이유로 용융아연도금 설비는 실링박스를 갖추고, 그 내부를 무산화분위기로 조성하게 된다. 즉, 도금공정이 실링박스 내부에서 일어나도록 구성함으로서, 도금강판의 표면산화를 최소화할 수 있다.
그러나 이와 같은 실링박스에 의한 밀폐에도 불구하고, 가스나이프에 의한 실링박스 내부에서의 기체거동으로 대기 중의 공기 및 이물질이 실링박스 내부로 쉽게 유입되면서, 도금강판의 불량 및 표면 산화등을 유발하는 심각한 문제점을 갖는다.
또한 이와 같은 실링박스에 의한 밀폐에도 불구하고, 도금강판이 실링박스로부터 인출되는 경우 주위공기와 산화가 이루어지기 용이한 온도로 인출되어 문제된다.
나아가 도금공정이 이루어지는 과정에서 발생하는 탑드로스가 도금조의 욕면에 부유하는 경우, 도금강판이 욕면으로부터 인출되는 과정에서 탑드로스가 함께 인출되는 문제가 발생한다.
본 발명의 일 측면은 구조 및 공정을 개선한 도금설비 및 이를 이용한 도금강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면은 실링박스내 무산화분위기 유지를 위한 도금설비 및 이를 이용한 도금강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 도금설비는 도금조로부터 끌어올려진 도금강판의 도금량을 제어하는 도금설비에 있어서, 강판으로 와이핑가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절하도록 구성되는 가스나이프; 상기 가스나이프를 둘러싸도록 설치되며, 그 내부에 무산화분위기를 조성하는 실링박스; 상기 실링박스에 배치되어, 상기 가스나이프를 지나는 도금강판으로 무산화기체를 토출하는 기체분사장치; 상기 가스나이프를 지나는 도금강판의 단부를 향해 무산화기체를 토출하는 사이드퍼지장치; 상기 가스나이프에 의해 도금층의 두께가 조절된 도금강판을 냉각하는 냉각장치; 상기 도금조 욕면에 형성되는 탑드로스를 수집하여 배출하는 탑드로스 배출장치;를 포함한다.
상기 기체분사장치는, 상기 가스나이프를 향해 불활성기체를 분사하는 제 1 분사챔버; 상기 제 1 분사챔버와 격벽으로 구획되는 제 2 분사챔버로서, 상기 가스나이프를 지난 도금강판으로 불활성기체를 분사하는 제 2 분사챔버;를 포함할 수 있다.
상기 기체분사장치는, 상기 가스나이프의 와이핑가스 분사속도에 연동하여 불활성기체의 분사속도가 제어되는 제어될 수 있다.
상기 제 2 분사챔버는, 경사지게 형성되는 복수의 경사분사부; 상기 복수의 경사분사부를 연결하는 적어도 하나의 가이드부로서, 상기 복수의 경사분사부로부터 분사되는 불활성기체를 가이드하는 가이드부;를 포함할 수 있다.
상기 사이드퍼지장치는, 불활성기체를 공급하는 퍼지노즐; 상기 퍼지노즐을 수용하는 퍼지장치몸체로서, 그 일측에 마련된 분사구를 통해 도금강판의 폭방향 단부를 향해 상기 퍼지노즐로부터 공급된 불활성기체를 분사하는 퍼지장치몸체;를 포함할 수 있다.
상기 사이드퍼지장치는, 상기 가스나이프의 와이핑가스 분사속도에 연동하여 불활성기체의 분사속도가 제어될 수 있다.
상기 냉각장치는, 일측에 형성된 개구와, 냉각가스가 공급되는 토출공간을 갖는 장치몸체; 복수의 토출홀을 갖고 상기 개구를 덮도록 마련되는 토출플레이트로서, 상기 복수의 토출홀을 통해 상기 공급되는 냉각가스를 도금강판을 향해 토출하는 토출플레이트;를 포함할 수 있다.
상기 토출플레이트는, 외부로 노출되는 제 1 플레이트와, 상기 제 1 플레이트보다 상기 장치몸체 내측에 배치되는 제 2 플레이트;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 플레이트는, 응결수의 배수를 위해 상부보다 하부가 돌출되도록 기울어지게 배치될 수 있다.
상기 장치몸체는, 외부로 노출되는 외부몸체; 상기 토출공간을 형성하는 내부몸체로서, 상기 외부몸체와 사이에 단열공간을 형성하는 내부몸체;를 포함할 수 있다.
상기 탑드로스배출장치는, 상기 실링박스 내부의 상기 도금조 욕면을 유동하는 탑드로스가 수용되는 흡입부; 상기 흡입부로 수용된 탑드로스를 상기 실링박스의 외부로 배출하는 배출부; 상기 흡입부로 흡입되는 탑드로스로 상기 배출부로 유동시키는 구동부;를 포함할 수 있다.
상기 흡입부는, 탑드로스가 유입되는 흡입구로서, 상기 도금조의 욕면보다 낮게 배치되는 흡입구;를 포함할 수 있다.
상기 배출부는, 탑드로스가 배출되는 배출구로서, 상기 실링박스보다 외측을 향하도록 구성되는 배출구;를 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 도금강판 제조방법은 도금조로부터 인출되는 도금강판을 가스나이프로부터 분사되는 와이핑가스에 의해 도금량을 제어하는 단계; 사이드퍼지장치를 통해 상기 도금강판의 폭방향 단부에 불활성기체를 분사하는 단계; 기체분사장치를 통해 상기 가스나이프와 상기 가스나이프에 의해 도금량이 제어된 도금강판으로 불활성기체를 분사하는 단계;를 포함한다.
상기 사이드퍼지장치와 상기 기체분사장치를 통한 불활성기체의 분사속도는 상기 가스나이프의 와이핑가스 분사속도에 연동되게 제어될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 실링박스내 무산화분위기를 유지할 수 있으며, 외부공기의 유입을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 실링박스내에서 가스나이프의 빠른 유속으로 인한 외부공기 유입을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 실링박스내에서 강판의 폭방향 단부측으로 외부공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 도금설비로부터 배출되는 도금강판의 온도를 강하시켜, 도금강판의 표면산화를 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 도금조 욕면의 탑드로스를 제거하여, 도금강판의 불량을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 냉각장치의 단면사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 냉각장치의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 기체분사장치의 단면사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 기체분사장치의 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금설비에서 기체분사장치의 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 사이드퍼지장치의 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 사이드퍼지장치의 동작에 관한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금설비에서 사이드퍼지장치의 동작에 관한 도면.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도금설비에서 사이드퍼지장치의 동작에 관한 도면.
도 12, 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 탑드로스배출장치에 관한 도면.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는” 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 단면도이다.
도금설비(1)는 용융상태의 도금조(10)에서 강판을 통과시키고, 가스나이프(20)에 의해 도금량을 제어함으로써, 도금강판(P)을 제조하는 설비를 의미한다. 강판은 스트립을 포함할 수 있다.
도금설비(1)는 도금조(10)와, 가스나이프(20), 실링박스(22)를 포함할 수 있다.
도금조(10)는 용융금속(11)이 수용될 수 있다. 용융금속(11)은 아연(Zn), 알루미늄(Al), 납(Pb)등이 단독 또는 2종이상 혼합되거나, 여기에 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 등이 적정 농도로 첨가될 수 있다. 그러나 용융금속(11)의 종류는 한정되지 않으며, 필요에 따라 용융금속(11)을 구성하는 성분은 추가되거나 생략될 수 있다.
스나우트(15)를 지난 강판은 도금조(10)로 수용되며, 싱크롤(16)을 통해 방향전환되어 상측으로 인출됨으로서, 도금설비(1)를 지나도록 설계될 수 있다. 강판은 싱크롤(16)을 지나 도금조(10)로부터 인출되는 과정에서 스테빌라이저 롤(17a, Stabilizer Roll) 및 콜렉터 롤(17b, Corrector Roll)은 강판의 일면과 타면과 접촉하여 강판의 장력에 의한 반곡 및 진동을 억제할 수 있다.
가스나이프(20)는 도금조(10)의 상부에 배치될 수 있다. 가스나이프(20)는 상기와 같이 도금조(10)로부터 인출된 도금강판(P)에 와이핑 가스를 분사하여 도금두께를 조절할 수 있다. 가스나이프(20)는 한 쌍이 구비되어, 도금강판(P)의 일측면과 타측면에 각각 대응되도록 배치될 수 있다. 가스나이프(20)는 도금강판(P)의 폭보다 길게 구성되어, 도금강판(P)의 폭방향으로 균일한 도금량 제어가 수행되도록 구성될 수 있다. 가스나이프(20)로부터 분사되는 와이핑가스는 불활성기체를 포함할 수 있다. 일례로 불활성기체는 질소나 아르곤을 포함할 수 있다.
실링박스(22)는 가스나이프(20)를 감싸도록 구성될 수 있다. 자세하게는 실링박스(22)는 그 내부에 내부공간(24)을 형성할 수 있으며, 내부공간(24)은 불활성기체에 의한 무산화분위기를 형성할 수 있다. 실링박스(22)는 가스나이프(20)를 포위하도록 구성될 수 있다. 또한 실링박스(22)는 도금조(10)의 욕면(12) 중 실링박스(22) 내부에 위치하는 욕면(12)부분을 외부공기와 격리시킬 수 있다. 실링박스(22)는 도금강판(P)이 도금설비(1)를 통과할 수 있도록 도금강판(P)의 폭과 두께에 대응되는 개구(26)를 포함할 수 있으며, 도금조(10)로부터 인출된 도금강판(P)이 개구(26)를 지나기까지 산화막발생을 최소화할 수 있도록 구성될 수 있다.
이하는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 냉각장치에 대해서 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 냉각장치의 단면사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 냉각장치의 단면도이다.
도금설비(1)는 냉각장치(30)를 포함할 수 있다.
냉각장치(30)는 가스나이프(20)를 지나 상승하는 도금강판(P)을 냉각하도록 구성될 수 있다. 냉각장치(30)는 가스나이프(20)를 지나는 도금강판(P)을 급속 냉각함으로서, 도금강판(P)의 온도를 낮출 수 있다. 이를 통해 냉각장치(30)는 도금강판(P)이 주위공기에 의해 산화가 이루어지는 것을 최소화할 수 있다.
냉각장치(30)는 실링박스(22) 상부에 배치되어, 실링박스(22)의 개구(26)를 지나는 도금강판(P)을 냉각하도록 구성될 수 있다. 냉각장치(30)는 실링박스(22) 상부에서 개구(26)로부터 멀어지거나 가까워지는 방향(A)으로 이동가능하게 구성되어, 도금강판(P)에 대한 냉각기체의 영향정도를 조절할 수 있다. 냉각기체는 냉각된 불활성기체를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 냉각장치(30)가 실링박스(22)의 상부에 배치되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 냉각장치(30)는 실링박스(22)의 내부에 배치될 수도 있다. 냉각장치(30)는 도금설비(1)에 배치되되, 가스나이프(20)를 지나 상승하는 도금강판(P)을 냉각하도록 마련되면 이를 만족한다.
냉각장치(30)는 실링박스(22)로부터 인출되는 도금강판(P)의 폭방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 자세하게는 냉각장치(30)는 도금강판(P)의 폭의 길이보다 큰 길이로 형성될 수 있다. 이를 통해 냉각장치(30)는 가스나이프(20)를 지나는 도금강판(P)에 안정적으로 냉각기체를 공급함으로서, 도금설비(1)의 상부에 구비되는 냉각설비와 별도로 1차적인 도금강판(P)의 냉각을 수행할 수 있다. 이와 같은 냉각장치(30)에 의한 도금강판(P)의 냉각을 통해 도금설비(1)에서 냉각설비로 이동하는 과정에서 도금강판(P)이 외부공기에 대해 산화가 되기 쉬운 온도로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
냉각장치(30)는 이후 설명하는 바와 같이, 직접적으로 냉각기체를 도금강판(P)으로 토출하는 것보다는 공급되는 냉각기체의 유속보다 작은 유속으로 한 쌍의 냉각장치(30) 사이에 냉각영역(38, 도 4 참고)을 형성할 수 있다. 즉, 가스나이프(20)와 같이 강한 유속으로 불활성기체를 분사하여 도금의 도금량을 제어하는 것과는 달리, 냉각장치(30)는 용융금속(11)의 도금량에 영향을 주지 않기 위해, 도금량에 영향을 주지 않는 유속으로 냉각기체를 분사할 수 있다. 이를 위해 이후 설명하는 토출플레이트(36)의 복수의 토출홀들은 냉각장치(30)로 냉각기체를 공급하는 기체공급부(37)의 유로단면적보다 넓은 분사면적을 갖도록 구성될 수 있다. 냉각영역(38)은 한 쌍의 냉각장치(30) 사이에 형성될 수 있다.
냉각장치(30)는 냉각영역(38)을 형성할 수 있다. 냉각영역(38)의 범위는 한정되지 않으며, 한 쌍의 냉각장치(30)사이에 형성되면 이를 만족한다. 냉각장치(30)는 냉각영역(38)을 통해 도금이 형성된 강판의 표면온도를 10%이상 강하시킬 수 있다. 냉각영역(38)으로 유입되기 전 도금강판(P) 일지점의 표면온도를 T_1이라하고, 냉각영역(38)을 지난 상기 일지점의 표면온도를 T_2라 할 때, 다음을 만족할 수 있다.
0.9 * T_1 ≥ T2
냉각영역(38)의 크기 및 범위는 한정되지 않으며, 강판의 이동 및 도금과정에서 발생하는 열에 의한 대류등에 의해 변형될 수 있다.
냉각장치(30)는 장치몸체(32)와 토출플레이트(36)를 포함할 수 있다.
장치몸체(32)는 그 내부에 토출공간(33)과, 상기 토출공간(33)과 연통되며 일측이 개방된 장치개구(34)를 포함할 수 있다. 장치몸체는 기체공급부(37)와 연결되어 냉각기체를 공급받을 수 있으며, 공급된 냉각기체는 토출공간(33)으로 유입될 수 있다. 장치몸체(32)는 그 단면이 도 4에서와 같이 대략 ㄷ자 형상으로 형성될 수 있다. 그러나 장치몸체(32)의 형상은 한정되지 않으며, 그 내부에 토출공간(33)을 형성할 수 있는 구성이면 이를 만족한다.
장치몸체(32)는 외부몸체(32a)와, 내부몸체(32b)를 포함할 수 있다. 내부몸체(32b)는 그 내부에 상기 토출공간(33)을 형성하도록 구성되며, 외부몸체(32a)는 외부환경에 노출되도록 구성될 수 있다. 장치몸체(32)는 외부몸체(32a)와 내부몸체(32b)사이에 형성되는 단열공간(32c)을 포함할 수 있다. 이와 같이 장치몸체는 도금설비(1)의 고온 환경에 대해, 단열공간(32c)을 통해 그 내부를 유동하는 냉각기체와의 단열을 수행할 수 있다.
토출플레이트(36)는 장치몸체의 토출공간(33)으로 공급되는 냉각기체를 외부로 토출하도록 구성된다. 토출플레이트(36)는 장치몸체(32)의 장치개구(34)를 덮도록 구성될 수 있다.
토출플레이트(36)는 플레이트몸체(36aa, 36ba)와, 플레이트몸체(36aa, 36ba)상에 배열되는 복수의 토출홀(36ab, 36bb)을 포함할 수 있다. 플레이트몸체(36aa, 36ba)는 장치개구(34)의 대응되는 폭으로 구성되어, 장치개구(34)를 덮도록 구성될 수 있다.
복수의 토출홀(36ab, 36bb)은 플레이트몸체(36aa, 36ba)상에 배열되어, 토출공간(33)으로 공급되는 냉각기체가 복수의 토출홀(36ab, 36bb)을 통해 도금강판(P)으로 토출될 수 있다. 복수의 토출홀(36ab, 36bb)은 플레이트몸체(36aa, 36ba)상에 균일하게 배열될 수 있다. 그러나 복수의 토출홀(36ab, 36bb)의 배치는 한정되지 않고, 플레이트몸체(36aa, 36ba)상에서 일정구간, 일정영역이 다른 부분보다 밀집되도록 배치될 수도 있다.
토출플레이트(36)는 복수개가 마련될 수 있다. 복수의 토출플레이트(36)는 상호간에 이격배치되도록 구성될 수 있다. 복수의 토출플레이트(36)는 상호간에 나란하게 배치될 수도 있으며, 도 3, 4에서와 같이 일정각도를 갖도록 기울어지게 배치될 수도 있다. 토출플레이트(36)를 복수개 구성함으로서, 냉각기체가 토출공간(33)에서 냉각영역(38)으로 토출되는 과정에서 토출플레이트(36)의 노출면을 통해 균일하게 토출될 수 있으며, 냉각기체에 의해 형성되는 응결수가 냉각장치(30)의 내부로 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
토출플레이트(36)는 냉각영역(38)과 마주하는 제 1 플레이트(36a)와, 제 1 토출플레이트(36)보다 장치몸체에서 내측에 구비되는 제 2 플레이트(36b)를 포함할 수 있다. 제 1 플레이트(36a)는 도 3, 4에서와 같이 수직방향보다 일정각도 경사지게 형성될 수 있다. 이를 통해 제 1 플레이트(36a)의 표면에서 형성되는 응결수가 제 1 플레이트(36a)를 따라 흘러 배수부(미도시)를 통해 배출될 수 있다. 이를 통해 토출플레이트(36)는 응결수로 인해 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 냉각기체의 토출과정에서 응결수로 인해 냉각효율을 감소하는 것을 방지할 수 있다.
제 1 플레이트(36a)와 제 2 플레이트(36b)의 토출홀들(36ab, 36bb)은 상호간에 대응되지 않도록 구성될 수 있다. 즉, 제 1, 2 토출홀(36ab, 36bb)은 본 실시예에서와 같이 상호 다른 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서 제 2 토출홀(36bb)은 수평방향의 슬릿형상으로 구성되며, 제 1 토출홀(36ab)은 균일하게 분포되는 원형홀의 형상으로 구성된다. 그러나 그 형상 및 배치는 한정되지 않는다. 또한 제 1 플레이트(36a)의 제 1 토출홀(36ab)과 제 2 플레이트(36b)의 제 2 토출홀(36bb)은 상호간에 교번되도록 구성될 수도 있다. 상호간에 교번된다는 것은 제 1, 2 토출홀(36ab, 36bb)들이 동일선상에 배치되지 않는 것을 의미할 수 있다.
제 1, 2 토출홀(36ab, 36bb)이 상호간에 대응되지 않도록 구성되면 이를 만족한다. 제 1, 2 플레이트(36a, 36b)는 이와 같은 구성을 통해 기체공급부(37)로부터 공급되는 냉각기체를 제 1 플레이트(36a)의 제 1 토출홀(36ab)을 통해 보다 균일하게 냉각영역(38)으로 분사할 수 있다. 또한 이와 같은 통해 제 1 플레이트(36a)로부터 분사되는 냉각기체의 분사속도를 저속으로 제어할 수 있다.
이하는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 냉각장치 동작에 관하여 설명한다.
도금강판(P)은 가스나이프(20)를 지나며 가스나이프(20)로부터의 분사되는 와이핑가스를 통해 도금량이 제어될 수 있다.
도금량이 조절된 도금강판(P)은 도금설비(1)의 냉각장치(30)에 의해 1 차적으로 냉각될 수 있다. 자세하게는 도금강판(P)은 냉각장치(30)가 형성하는 냉각영역(38)으로 유입될 수 있으며, 도금강판(P)이 연속적으로 이동하므로 도금강판(P)도 연속적으로 그 표면이 냉각될 수 있다.
냉각장치(30)에 의해 냉각되는 냉각온도는 도금강판(P)의 일지점을 기준으로 가스나이프(20)를 지나 냉각영역(38)으로 도달하기 전보다 냉각영역(38)을 지난 후 10% 이상 강하하도록 구성될 수 있다.
자세하게는 냉각장치(30)는 냉각영역(38)을 지나기 전의 도금강판(P)의 일지점에서의 온도를 측정하는 제 1 온도측정센서(미도시)와, 냉각영역(38)을 지난 후의 도금강판(P)의 일지점에서의 온도를 측정하는 제 2 온도측정센서를 구비할 수 있다. 제어부(미도시)는 제 1, 2 온도측정센서로부터 획득되는 온도정보를 기초로 냉각장치(30)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부는 제 1 온도측정센서로부터 측정된 표면온도 T_1과 제 2 온도측정센서로부터 측정된 표면온도 T_2가 다음을 만족하도록 냉각장치(30)를 제어할 수 있다.
0.9 * T_1 ≥ T2
제어부에 의한 냉각장치(30)의 제어는 냉각기체의 공급량 또는 토출속도를 높임으로서, 상기 조건을 만족하도록 T_2를 낮출 수도 있으며, 냉각기체의 공급량 또는 토출속도를 낮춤으로서, 상기 조건을 만족하도록 T_2를 높일 수도 있다.
또한 제어부에 의한 제어는 상기 온도정보를 기초로 상기 조건을 만족하도록 냉각장치(30)가 실링박스(22)의 개구(26)를 중심으로 멀어지거나 가까워지도록 이동을 제어할 수도 있다.
이와 같은 동작을 통해, 냉각장치(30)는 가스나이프(20)를 지나는 도금강판(P)의 온도를 일정범위 이하로 강하할 수 있으며, 이를 통해 도금강판(P)은 주위공기에 의한 산화막형성에 요구되는 온도보다 낮은 온도를 유지할 수 있게 된다.
이하는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 기체분사장치에 대해서 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 기체분사장치의 단면사시도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 기체분사장치의 단면도이다.
도금설비(1)는 기체분사장치(50)를 포함할 수 있다. 기체분사장치(50)는 가스나이프(20)의 상부에 배치되어, 가스나이프(20)와 도금강판(P)으로 불활성기체를 분사하도록 구성될 수 있다.
가스나이프(20)에 의해 강한 유속으로 강판을 향해 불활성기체가 분사되는 경우, 가스나이프(20) 주위의 공기는 가스나이프(20)에서 분사되는 와이핑가스의 흐름을 따라 함께 이동하게 되며, 주위 공기의 순환 및 설비외부 공기의 유입이 발생하게 된다. 이 경우 실링박스(22) 내부에서 무산화분위기를 유지하는 것이 어렵게 된다. 기체분사장치(50)는 가스나이프(20)의 강한유속에 의해 실링박스(22)외부의 공기가 실링박스(22) 내부로 빨려들어오는 것을 방지하도록 가스나이프(20) 또는 가스나이프(20)와 강판 모두에 불활성기체를 분사하도록 구성될 수 있다. 즉, 기체분사장치(50)는 실링박스(22) 내부에 무산화분위기를 형성하도록 불활성기체를 공급할 수도 있으며, 동시에 가스나이프(20)에 의한 외부공기 유입을 방지할 수 있도록 구성된다.
기체분사장치(50)는 분사장치몸체(52)를 포함할 수 있다.
분사장치몸체(52)는 기체공급부와 연결되어, 불활성기체가 유입되도록 구성된다. 분사장치몸체(52)는 제 1 분사챔버(54)와, 제 2 분사챔버(56)를 포함할 수 있다. 기체공급부는 도 5, 6에서와 같이 제 1, 2 공급부(59a, 59b)가 구성되어 각각 제 1, 2 분사챔버(54, 56)와 연결될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 하나의 기체공급부로부터 각 챔버를 향해 분기되어 구성될 수도 있다.
기체분사장치(50)는 격벽(58)을 포함할 수 있다. 격벽(58)은 분사장치몸체(52)의 일구성일 수도 있다. 격벽(58)은 제 1 분사챔버(54)가 형성하는 제 1 챔버공간(54a)과, 제 2 분사챔버(56)가 형성하는 제 2 챔버공간(56a)을 구획하도록 구성될 수 있다. 격벽(58)은 제 1, 2 챔버공간(54a, 56a)을 구획함으로서, 챔버공간들간의 불활성기체의 교류를 방지할 수 있다.
기체분사장치(50)는 분사부(54b, 56b)를 포함할 수 있다. 분사부(54b, 56b)는 제 1 분사챔버(54)에 형성되는 제 1 분사부(54b)와, 제 2 분사챔버(56)에 형성되는 제 2 분사부(56b)를 포함할 수 있다. 제 1 분사부(54b)는 가스나이프(20)에 대응되고, 제 2 분사부(56b)는 가스나이프(20)를 지나는 도금강판(P)에 대응되도록 구성될 수 있다. 자세하게는 도 6에서와 같이, 제 1 분사부(54b)는 제 1 분사부(54b)로부터 분사되는 불활성기체가 가스나이프(20)를 향하도록 구성될 수 있으며, 제 2 분사부(56b)는 제 2 분사부(56b)로부터 분사되는 불활성기체가 가스나이프(20)를 지나는 도금강판(P)을 향하도록 구성될 수 있다. 기체분사장치(50)는 제 1, 2 분사부(54b, 56b)를 통해 불활성기체를 분사할 때, 제 1, 2 분사부(54b, 56b)는 상기와 같이 다른 방향을 향하고 있으므로, 각각 다른 구역으로 불활성기체를 분사할 수 있다.
제 1 분사부(54b)는 제 2 분사부(56b)보다 높은 유속으로 불활성기체를 분사하도록 구성될 수 있다. 제 1 분사부(54b)로부터 분사되는 불활성기체는 가스나이프(20)의 토출부(21)를 향하고, 제 2 분사부(56b)로부터 분사되는 불활성기체는 가스나이프(20)의 토출부(21)보다 기체유동이 상대적으로 적은 가스나이프(20)의 상부의 도금강판(P)을 향하게 된다. 이에 제 1 분사부(54b)는 제 2 분사부(56b)보다 높은 유속으로 불활성기체를 분사함으로서, 가스나이프(20)에 의한 외부공기의 유입을 최소화하고, 가스나이프(20)주위에서의 무산화분위기 형성을 유지할 수 있게 된다. 또한 제 2 분사부(56b)는 제 1 분사부(54b)보다 낮은 유속으로 도금강판(P)을 향해 불활성기체를 분사함에 따라, 도금강판(P)의 도금량에 영향을 주지 않으면서 도금강판(P) 주위의 무산화분위기 형성을 유지할 수 있게 된다.
제 1 분사부(54b)의 분사면적은 제 2 분사부(56b)의 분사면적보다 작도록 구성될 수 있다. 제 1, 2 공급부(59a, 59b)의 공급면적과 유량이 동일할 때, 이와 같은 구성을 통해 제 1, 2 분사부로부터 분사되는 분사압을 달리 구성할 수 있다.
제 2 분사부(56b)는 경사분사부(56ba)과, 가이드부(56bb)을 포함할 수 있다. 경사분사부(56ba)는 하부가 제 2 분사챔버(56)내로 오목하게 경사지도록 구성될 수 있다. 경사분사부(56ba)는 복수개가 배치되어 도 5, 6과 같이 배열될 수 있다. 복수의 경사분사부(56ba)를 통해 제 2 분사부(56b)는 평면의 분사부보다 넓은 분사영역을 확보할 수 있으며, 이를 통해 분사속도를 제 1 분사부(54b)보다 낮게 하고, 도금강판(P)에 대해 넓은 면적의 무산화분위기 형성을 유지할 수 있다.
가이드부(56bb)는 경사분사부(56ba)들 사이를 연결하도록 구성될 수 있다. 가이드부(56bb)는 제 2 챔버공간(56a) 내부의 불활성기체가 제 2 분사부(56b)의 경사분사부(56ba)로 분사되는 것을 가이드하도록 구성될 수 있다. 가이드부(56bb)는 불활성기체가 분사되지 않도록 형성될 수 있으며, 이를 통해 경사분사부(56ba)를 통해 분사되는 불활성기체와의 간섭을 방지할 수 있다.
이하는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 기체분사장치 동작에 관하여 설명한다.
도금강판(P)은 가스나이프(20)를 지나며 가스나이프(20)로부터의 분사되는 와이핑가스를 통해 도금량이 제어될 수 있다.
기체분사장치(50)는 제 1 분사챔버(54)를 통해 가스나이프(20)의 토출부(21)를 향해 불활성기체를 분사할 수 있다. 또한 기체분사장치(50)는 제 2 분사챔버(56)를 통해 가스나이프(20)에 의해 도금량이 조절된 도금강판(P)에 불활성기체를 분사할 수 있다.
제어부는 제 1, 2 공급부(59a, 59b)를 통해 제 1 분사챔버(54)와 제 2 분사챔버(56)로부터의 불활성기체의 분사량 또는 분사속도를 제어할 수 있다. 또한 제어부는 제 1, 2 분사챔버(54, 56)로부터의 불활성기체 분사량 또는 분사속도를 달리하도록 제어할 수도 있다. 이를 통해 실링박스(22) 내부에서 변화하는 기체거동에 대응되게, 제어부는 제 1, 2 분사챔버(54, 56)로부터 적합한 분사량과 분사속도의 불활성기체가 분사되도록 제어할 수 있다.
기체분사장치(50)는 실링박스(22) 내부에 산소농도를 측정하기 위한 산소농도측정센서를 포함할 수 있다. 제어부는 산소농도측정센서로부터 측정되는 산소농도를 기초로 기체분사장치(50)의 불활성기체 분사량과 분사속도를 제어할 수 있다.
또한 제어부는 기체분사장치(50)의 제 1 분사챔버(54) 또는 제 1, 2 분사챔버(54, 56)로부터 분사되는 불활성기체의 분사속도가 가스나이프(20)의 와이핑가스의 분사속도에 연동되도록 제어할 수도 있다. 가스나이프(20)는 앞서 설명한 것과 같이 강한 유속으로 강판을 향해 불활성기체가 분사되게 된다. 가스나이프(20)로 인한 실링박스(22) 내부의 공기순환에 의해 설비의 외부공기가 유입되므로, 기체분사장치(50)는 제어부에 의해 가스나이프(20)의 분사유속과 연동하여 분사유속이 조절될 수 있다. 즉, 기체분사장치(50)에서 불활성기체가 분사되는 분사유속은 가스나이프(20)에서 분사되는 분사유속에 비례하여 증감할 수 있다. 또한 제어부는 가스나이프(20)에서 분사되는 분사유속이 단계별로 구획된 유속범위 중 어느 하나의 범위에 해당하는 경우, 기체분사장치(50)에서 불활성기체가 분사되는 분사유속은 해당 범위에 대응되는 분사유속으로 조절되도록 제어할 수도 있다.
이와 같은 기체분사장치(50)의 동작을 통해, 도금강판(P)은 가스나이프(20)를 지나며 도금설비(1) 내부를 이동하는 과정에서 불활성기체에 의해 둘러싸여 이동될 수 있으며, 도금강판(P)의 산화를 최소화할 수 있다. 또한 가스나이프(20)의 유속이 빠른 와이핑가스 분사에 의한 실링박스(22) 외부공기의 유입을 최소화할 수 있고, 이를 통해 실링박스(22)내부의 무산화분위기를 유지할 수 있다.
이하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기체분사장치에 대해서 설명한다. 앞서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금설비에서 기체분사장치의 단면도이다.
기체분사장치(150)는 격벽(158)을 포함할 수 있다. 격벽(158)은 제 1 분사챔버(54)가 형성하는 제 1 챔버공간(54a)과, 제 2 분사챔버(56)가 형성하는 제 2 챔버공간(56a)을 구획하도록 구성될 수 있다. 격벽(158)은 제 1, 2 챔버공간(54a, 56a)을 구획함으로서, 챔버공간들간의 불활성기체의 교류를 방지할 수 있다.
격벽(158)은 분사장치몸체(52)에서 제 1, 2 챔버공간(54a, 56a)을 조절할 수 있도록 제어부에 의해 동작가능하게 구성될 수 있다. 격벽(158)은 힌지부(158c)와, 힌지부(158c)에 의해 회전가능하게 구성되는 회전플레이트(158b)를 포함할 수 있다. 힌지부(158c)는 기체분사장치(150)의 내벽에 마련될 수도 있으며, 도 7에서와 같이 분사장치몸체(52)로부터 연장형성된 가이드플레이트(158a)에 마련될 수도 있다. 가이드플레이트(158a)는 격벽(158)의 일구성일 수 있다.
격벽(158)의 회전플레이트(158b)는 도 7에서와 같이 일단이 힌지결합되어, 타단이 분사장치몸체(52)의 내벽을 따라 회전가능하도록 구성될 수 있다. 자세하게는 도 7에서와 같이 분사장치몸체(52)는 제 1, 2 분사부(54b, 56b)의 일부로서, 곡면으로 형성되는 조절분사부(159)를 포함할 수 있고, 회전플레이트(158b)의 회전에 의해 회전플레이트(158b)의 타단이 조절분사부(159)를 이동가능하게 구성될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 기체분사장치(50)는 필요에 따라 제 1, 2 챔버공간(54a, 56a)의 크기 및 제 1, 2 분사부(54b, 56b)에서의 불활성기체 분사속도 및 분사면적을 조절할 수 있다.
이하는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 사이드퍼지장치에 대해서 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 사이드퍼지장치의 단면도, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 사이드퍼지장치의 동작에 관한 도면이다.
도금설비(1)는 사이드퍼지장치(70)를 포함할 수 있다. 사이드퍼지장치(70)는 가스나이프(20)의 단부측 상부에 배치되어, 도금강판(P)으로 불활성기체를 분사하도록 구성될 수 있다. 자세하게는 사이드퍼지장치(70)는 상부로 인출되는 강판의 폭방향 단부 부분으로 불활성기체를 분사하도록 구성될 수 있다.
가스나이프(20)에 의해 강한 유속으로 강판을 향해 불활성기체가 분사되는 경우, 가스나이프(20) 주위의 공기는 가스나이프(20)에서 분사되는 불활성기체에 흐름을 따라 함께 이동하게 되며, 주위 공기의 순환 및 설비외부 공기의 유입이 발생하게 된다. 이 경우 실링박스(22) 내부에서 무산화분위기를 유지하는 것이 어렵게 된다. 사이드퍼지장치(70)는 가스나이프(20)의 강한 유속에 의해 실링박스(22) 외부의 공기가 실링박스(22) 내부로 빨려들어오는 것을 방지하도록 강판의 폭방향 단부 부분에 불활성기체를 분사하도록 구성될 수 있다. 즉, 사이드퍼지장치(70)는 실링박스(22) 내부에 무산화분위기를 형성하도록 불활성기체를 공급할 수도 있으며, 동시에 가스나이프(20)에 의한 외부공기 유입을 방지할 수 있도록 구성된다.
사이드퍼지장치(70)는 한 쌍의 가스나이프(20)에서 양단부에 각각 마련되므로 총 네 개가 마련될 수 있다. 마주하는 한 쌍의 사이드퍼지장치(70)는 강판의 일단과 타단에 불활성기체를 분사하도록 구성될 수 있다.
사이드퍼지장치(70)는 가스나이프(20)의 길이방향과 동일한 길이방향을 갖도록 형성되되, 도 9에서와 같이 가스나이프(20)의 분사폭보다 작은 분사폭을 갖도록 구성될 수 있다.
사이드퍼지장치(70)는 퍼지장치몸체(74)와, 퍼지노즐(76)을 포함할 수 있다. 퍼지장치몸체(74)와 퍼지노즐(76)은 사이드퍼지부(72)의 일구성으로 정의될 수 있다. 사이드퍼지부(72)는 퍼지장치몸체(74)와 퍼지노즐(76)을 포함하는 하나의 모듈로 정의될 수 있다. 본 실시예에서 사이드퍼지부(72)는 사이드퍼지장치(70)를 의미하지만, 이후 설명하는 다른 실시예들에서는 사이드퍼지부(172)는 이동부(176)와 구분되는 구성이거나, 복수의 사이드퍼지부(272a, 272b, 272c) 중 어느 하나의 사이드퍼지부를 의미하는 사이드퍼지장치(170, 270)의 일 구성일 수 있다.
퍼지장치몸체(74)는 그 내부에 내부공간(74d)을 형성할 수 있으며, 일측에는 불활성기체를 분사하기 위한 분사구(74c)를 포함할 수 있다. 분사구(74c)는 퍼지노즐(76)과 기체공급부(75)을 통해 내부공간(74d)으로 유입되는 불활성기체를 도금강판(P)을 향해 분사함으로서 퍼지기능을 수행할 수 있다.
퍼지장치몸체(74)는 도 8와 같이 가스나이프(20)의 상면에 배치되어, 가스나이프(20)의 상면과 함께 상기 내부공간(74d)을 형성할 수도 있으며, 'ㄷ'자 형상으로 구성되어 그 내부에 내부공간(74d)을 형성할 수도 있다. 퍼지장치몸체(74)의 형상은 한정되지 않으며, 가스나이프(20)의 상면과 인접하게 배치되어, 퍼지기능을 수행하기 위한 공간을 형성하면 이를 만족한다.
퍼지노즐(76)은 퍼지장치몸체(74)의 내부에 배치될 수 있다. 퍼지노즐(76)은 기체공급부(75)과 연결되어, 불활성기체를 공급받을 수 있다. 퍼지노즐(76)은 일측으로 개방된 노즐개구(76a)를 갖고, 퍼지노즐(76)로 공급되는 불활성기체가 노즐개구(76a)을 통해 퍼지장치몸체(74)의 내부공간(74d)으로 분사되도록 구성된다.
퍼지장치몸체(74)는 유동가이드(74a)와 분사가이드(74b)를 포함할 수 있다.
유동가이드(74a)는 그 내부에 상기 퍼지노즐(76)이 배치될 수 있다. 유동가이드(74a)는 퍼지노즐(76)로부터 분사되는 불활성기체가 분사구(74c)를 향해 유동하도록 불활성기체를 가이드할 수 있다.
분사가이드(74b)는 유동가이드(74a)로부터 연장되도록 구성될 수 있다. 분사가이드(74b)는 그 단부에 상기 언급한 분사구(74c)를 형성할 수 있다. 사이드퍼지부(720)의 불활성기체의 분사방향을 기준으로, 분사가이드(74b)는 그 상류보다 분사구(74c)를 형성하는 하류부분이 형성하는 단면적이 좁도록 구성될 수 있다. 이를 통해 사이드퍼지장치(70)로부터 분사되는 불활성기체의 유속을 빠르게 유지하고, 불활성기체의 분사방향에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있다.
사이드퍼지장치(70)는 도금강판(P) 폭방향단부가 분사구(74c)의 퍼지범위 이내에 위치하도록 배치될 수 있다. 즉, 분사구(74c)의 퍼지범위 일단은 강판 폭방향 단부보다 내측인 강판을 향하고, 퍼지범위 타단은 강판폭방향 단부보다 외측공간을 향하도록 구성될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 사이드퍼지장치(70)는 도금강판(P)의 폭방향 단부에 대해 안정적으로 무산화분위기 형성을 유지할 수 있으며, 실링박스(22) 외부에서 실링박스(22) 내부로 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이하는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 사이드퍼지장치의 동작에 관하여 설명한다.
도금강판(P)은 가스나이프(20)를 지나며 가스나이프(20)로부터의 분사되는 와이핑가스를 통해 도금량이 제어될 수 있다.
사이드퍼지장치(70)는 가스나이프(20)를 지나는 도금강판(P)의 폭방향 단부 부분으로 불활성기체를 분사할 수 있다.
제어부는 기체공급부(75)를 통해 사이드퍼지장치(70)로부터의 불활성기체 분사량 또는 분사속도를 제어할 수 있다. 이를 통해 실링박스(22) 내부에서 변화하는 기체거동에 대응되게, 제어부는 사이드퍼지장치(70)로부터 적합한 분사량과 분사속도의 불활성기체가 분사되도록 제어할 수 있다.
사이드퍼지장치(70)는 실링박스(22) 내부에 산소농도를 측정하기 위한 산소농도측정센서를 포함할 수 있다. 제어부는 산소농도측정센서로부터 측정되는 산소농도를 기초로 사이드퍼지장치(70)의 불활성기체의 분사량과 분사속도를 제어할 수 있다.
또한 제어부는 사이드퍼지장치(70)의 분사속도가 가스나이프(20)의 분사유속과 연동하여 동작하도록 제어할 수도 있다. 가스나이프(20)는 앞서 설명한 것과 같이 강한 유속으로 강판을 향해 불활성기체가 분사되게 된다. 가스나이프(20)로 인한 실링박스(22) 내부의 공기순환에 의해 설비의 외부공기가 유입되므로, 사이드퍼지장치(70)는 제어부에 의해 가스나이프(20)의 분사유속과 연동하여 분사유속이 조절될 수 있다. 즉, 사이드퍼지장치(70)에서 불활성기체가 분사되는 분사유속은 가스나이프(20)에서 분사되는 분사유속에 비례하여 증감할 수 있다. 또한 제어부는 가스나이프(20)에서 분사되는 분사유속이 단계별로 구획된 유속범위 중 어느 하나의 범위에 해당하는 경우, 사이드퍼지장치(70)에서 불활성기체가 분사되는 분사유속은 해당 범위에 대응되는 분사유속으로 조절되도록 제어할 수도 있다.
이와 같은 사이드퍼지장치(70)의 동작을 통해, 가스나이프(20)의 유속이 빠른 와이핑가스 분사에 의한 실링박스(22) 외부공기의 유입을 최소화할 수 있고, 이를 통해 실링박스(22)내부의 무산화분위기를 유지할 수 있다.
이하는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 기체분사장치와 사이드퍼지장치의 동작에 관하여 설명한다.
도금강판(P)은 가스나이프(20)를 지나며 가스나이프(20)로부터의 분사되는 와이핑가스를 통해 도금량이 제어될 수 있다.
기체분사장치(50)는 제 1 분사챔버(54)를 통해 가스나이프(20)의 와이핑가스 토출부분으로 불활성기체를 분사할 수 있다. 또한 기체분사장치(50)는 제 2 분사챔버(56)를 통해 가스나이프(20)에 의해 도금량이 조절된 도금강판(P)에 불활성기체를 분사할 수 있다.
사이드퍼지장치(70)는 가스나이프(20)를 지나는 도금강판(P)의 폭방향 단부 부분으로 불활성기체를 분사할 수 있다.
제어부는 제 1, 2 공급부(59a, 59b)와 기체공급부(75)를 통해 기체공급장치(50)와 사이드퍼지장치(70)로부터의 불활성기체 분사량 또는 분사속도를 제어할 수 있다. 또한 제어부는 제 1, 2 분사챔버(54, 56)와 사이드퍼지장치(70)로부터의 불활성기체 분사량 또는 분사속도를 달리하도록 제어할 수도 있다. 이를 통해 실링박스(22) 내부에서 변화하는 기체거동에 대응되게, 제어부는 기체공급장치(50)와 사이드퍼지장치(70)로부터 적합한 분사량과 분사속도의 불활성기체가 분사되도록 제어할 수 있다.
기체분사장치(50)와 사이드퍼지장치(70)는 실링박스(22) 내부에 산소농도를 측정하기 위한 산소농도측정센서를 포함할 수 있다. 제어부는 산소농도측정센서로부터 측정되는 산소농도를 기초로 기체분사장치(50)와 사이드퍼지장치(70)의 불활성기체의 분사량과 분사속도를 제어할 수 있다.
또한 제어부는 기체분사장치(50)의 제 1 분사챔버(54) 또는 제 1, 2 분사챔버(54, 56), 사이드퍼지장치(70)가 가스나이프(20)의 분사유속과 연동하여 동작하도록 제어할 수도 있다. 가스나이프(20)는 앞서 설명한 것과 같이 강한 유속으로 강판을 향해 불활성기체가 분사되게 된다. 가스나이프(20)로 인한 실링박스(22) 내부의 공기순환에 의해 설비의 외부공기가 유입되므로, 기체분사장치(50)와 사이드퍼지장치(70)는 제어부에 의해 가스나이프(20)의 분사유속과 연동하여 분사유속이 조절될 수 있다. 즉, 기체분사장치(50)와 사이드퍼지장치(70)에서 불활성기체가 분사되는 분사유속은 가스나이프(20)에서 분사되는 분사유속에 비례하여 증감할 수 있다. 또한 제어부는 가스나이프(20)에서 분사되는 분사유속이 단계별로 구획된 유속범위 중 어느 하나의 범위에 해당하는 경우, 기체분사장치(50)와 사이드퍼지장치(70)에서 불활성기체가 분사되는 분사유속은 해당 범위에 대응되는 분사유속으로 조절되도록 제어할 수도 있다. 또한 제어부는 가스나이프(20)에 대한 기체분사장치(50)와 사이드퍼지장치(70)의 분사속도 연동비율을 동일하지 않게 제어할 수도 있으며, 상호간에 연동비율을 달리하여 제어할 수도 있다.
이와 같은 사이드퍼지장치(70) 및 기체분사장치(50)의 동작을 통해, 도금강판(P)은 가스나이프(20)를 지나며 도금설비(1) 내부를 이동하는 과정에서 불활성기체에 의해 둘러싸여 이동될 수 있으며, 도금강판(P)의 산화를 최소화할 수 있다. 또한 가스나이프(20)의 유속이 빠른 와이핑가스 분사에 의한 실링박스(22) 외부공기의 유입을 최소화할 수 있고, 이를 통해 실링박스(22)내부의 무산화분위기를 유지할 수 있다.
이하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드퍼지장치에 관하여 설명한다. 앞서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금설비에서 사이드퍼지장치의 동작에 관한 도면이다.
사이드퍼지장치(170)는 가스나이프(20)에 대해 이동가능하도록 구성되는 이동부(176)를 포함할 수 있다. 사이드퍼지장치(170)의 사이드퍼지부(72)는 제어부에 의해 이동부(176)를 통해 가스나이프(20)의 길이방향을 따라 이동하도록 구성되어, 도금강판(P)의 종류 또는 폭길이에 따라 이동가능하게 구성될 수 있다. 제어부는 센서에 의해 감지된 도금강판(P)의 폭단부에 대응되도록 이동부(176)를 통해 사이드퍼지부(72)를 이동시킬 수 있다.
이동부(176)는 이동레일(176a)을 포함할 수 있다. 이동레일(176a)은 가스나이프(20) 상부에 배치될 수 있다. 이동레일(176a)은 가스나이프(20)상에 배치될 수도 있으며, 가스나이프(20)와 일정간격 이격되게 배치될 수도 있다. 사이드퍼지장치(70)의 사이드퍼지부(72)는 가스나이프(20)의 길이방향을 따라 형성된 이동레일(176a)을 따라 이동가능하게 연결되며, 이를 통해 사이드퍼지부(72)의 이동동작을 수행할 수 있다.
이동부(176)는 구동부(176b)를 포함할 수 있다. 구동부(176b)는 이동레일(176a)에 마련되어, 사이드퍼지부(72)가 이동레일(176a)을 따라 이동할 수 있도록 동력을 전달할 수 있다. 본 실시예에서 사이드퍼지부(72)는 나사형상의 이동레일(176a)과, 이동레일(176a)을 회전시키는 구동부(176b)에 의해 이동하는 것으로 도시하였다. 그러나 사이드퍼지부(72)의 이동방법에 대해서는 한정되지 않으며, 이동부(176)는 사이드퍼지부(72)를 이동가능하게 구현하는 구성이면 이를 만족한다.
이러한 구성을 통해, 강판의 폭길이에 대응되도록 사이드퍼지장치(170)를 동작시킬 수 있으며, 불활성기체를 보다 효율적으로 적용할 수 있고, 강판의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.
이하는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사이드퍼지장치에 관하여 설명한다. 앞서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도금설비에서 사이드퍼지장치의 동작에 관한 도면이다.
사이드퍼지장치(270)는 복수의 사이드퍼지부(272a, 272b, 272c)를 포함할 수 있다. 복수의 사이드퍼지부는 각각 퍼지장치몸체와 퍼지노즐을 포함할 수 있다.
복수의 사이드퍼지부(272a, 272b, 272c)는 상호 나란하게 구성될 수도 있으며, 일정간격 이격되도록 구성될 수도 있다. 본 실시예에서 복수의 사이드퍼지부(72)는 상호 나란하게 구성되는 것을 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 복수의 사이드퍼지부(272a, 272b, 272c)는 격벽(278)에 의해 구획되도록 구성될 수 있다.
복수의 사이드퍼지부(272a, 272b, 272c)에는 각각 기체공급부(275a, 275b, 275c)가 연결되어 제어부에 의해 독립적으로 불활성기체가 공급될 수 있다. 제어부는 각 기체공급부의 밸브 또는 공급량을 조절하여 각 사이드퍼지부들의 온오프, 분사량 또는 분사속도를 달리할 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 내측에서 외측으로 순차적으로 제 1, 2, 3 사이드퍼지부(272a, 272b, 272c)로 정의한다. 기체공급부(275a, 275b, 275c)는 도 11에서와 같이 가스나이프(20)의 양측에 각각 배치되는 사이드퍼지장치(270)에서 제 1 사이드퍼지부(272a)끼리, 제 2 사이드퍼지부(272b)끼리, 제 3 사이드퍼지부(272c)끼리 기체공급부(275a, 275b, 275c)를 공유할 수 있으며, 각 기체공급부(275a, 275b, 275c)들은 밸브들을 통해 독립적으로 불활성기체를 공급할 수 있다. 이러한 구성을 통해 도금강판(P)의 폭방향 양 단부에 대해 균일하게 불활성기체의 퍼지를 수행할 수 있으며, 복수의 사이드퍼지부(72)의 독립적인 제어가 가능하게 된다.
복수의 사이드퍼지부(272a, 272b, 272c)는 도금되는 강판의 폭길이에 따라 적어도 어느 하나의 사이드퍼지부가 동작하도록 제어될 수 있다. 제어부는 센서에 의해 감지된 도금강판(P)의 폭단부에 대응되도록 복수의 사이드퍼지부(272a, 272b, 272c) 중 적어도 하나의 사이드퍼지부를 동작시킬 수 있다. 즉, 도금강판(P)의 폭길이가 짧은 경우 제 1 사이드퍼지부(272a) 또는 제 1, 2 사이드퍼지부(272a, 272b)만 동작할 수 있으며, 상대적으로 강판의 폭길이가 긴 경우 제 1, 2, 3 사이드퍼지부(272a, 272b, 272c) 또는 제 2, 3 사이드퍼지부(272b, 272c)만 동작할 수도 있다. 또한 경우에 따라 중간에 있는 제 2 사이드퍼지부(272b)는 동작하지 않고, 제 1, 3 사이드퍼지부(272a, 272c)만 동작할 수도 있다.
이러한 구성을 통해, 강판의 폭길이에 대응되도록 사이드퍼지장치(270)를 동작시킬 수 있으며, 불활성기체를 보다 효율적으로 적용할 수 있고, 강판의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.
이하는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비의 탑드로스배출장치에 대해서 설명한다.
도 12, 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금설비에서 탑드로스배출장치에 관한 도면이다.
도금설비(1)는 탑드로스배출장치(90)를 포함할 수 있다.
탑드로스배출장치(90)는 도금조(10)의 욕면(12)에 형성되는 탑드로스(14)를 실링박스(22) 외부로 배출할 수 있도록 구성된다. 본 실시예에서 탑드로스배출장치(90)는 실링박스(22)에서 네 개의 구석진 부분에 각각 마련되는 것을 일례로 들었으나, 이에 한정되지 않는다.
탑드로스배출장치(90)는 흡입부(92)와, 구동부(96), 배출부(94)를 포함할 수 있다.
흡입부(92)는 도금조(10)의 욕면(12)에서 실링박스(22) 내측에 위치한 탑드로스(14)가 수용되도록 마련될 수 있다. 흡입부(92)는 실링박스(22) 내에 위치하여 실링박스(22)의 내부공간(24)을 향해 개방된 흡입구(92a)를 포함할 수 있다. 도금조(10)의 욕면(12)에 형성되는 탑드로스(14)는 흡입부(92)의 흡입구(92a)를 통해 흡입공간(92b)으로 흡입될 수 있다. 탑드로스(14)의 원활한 이동을 위해 흡입부(92)내의 용융금속(11)의 욕면(12a)은 도금조(10)의 욕면(12)보다 낮도록 구성될 수 있다. 또한 탑드로스(14)의 원활한 이동을 위해, 도면상 표시하지는 않았지만, 흡입부(92)의 흡입구(92a)가 도금조(10)의 욕면(12)보다 낮도록 구성될 수도 있다.
흡입부(92)의 흡입구(92a)는 도 12에서와 같이 실링박스(22) 내측하부에 배치되되, 도 13과 같이 실링박스(22)의 내측구석에 각각 배치될 수 있다. 복수의 흡입부(92)는 실링박스(22) 내측구석에 각각 배치되어, 도금조(10)의 욕면(12)을 따라 유동하는 탑드로스(14)가 흡입되도록 구성될 수 있다.
배출부(94)는 흡입부(92)로부터 수용된 탑드로스(14)를 실링박스(22) 외측으로 배출하도록 마련될 수 있다. 이를 위해 배출부(94)는 흡입부(92)와 연결되도록 구성될 수 있다. 자세하게는 배출부(94)는 흡입부(92)의 하면과 연결됨으로서, 흡입부(92)로 유입된 탑드로스(14)가 배출부(94)를 향해 가라앉도록 구성될 수 있다. 배출부(94)는 흡입부(92)와 직접적으로 연결될 수도 있으며, 별도의 구성을 통해 연결될 수도 있다. 흡입부(92)를 통해 수용되는 탑드로스(14)가 배출부(94)를 통해 배출되도록 연결된 하나의 유로를 형성하는 구성되면 이를 만족한다.
배출부(94)는 탑드로스(14)를 배출하는 배출구(94a)를 포함하며, 배출구(94a)는 실링박스(22)의 외측을 향하도록 구성될 수 있다. 자세하게는 배출구(94a)는 실링박스(22)의 하단으로부터 하향 연장되는 가상선(c)보다 실링박스(22)의 외측에 위치하며, 실링박스(22)의 외측을 향하도록 배치될 수 있다. 이를 통해 배출부(94)로부터 배출되는 탑드로스(14)가 재차 실링박스(22)내의 도금조(10) 욕면(12)으로 떠오르는 것을 방지할 수 있다.
구동부(96)는 구동팬(96a)과, 구동팬(96a)을 동작시키는 모터(96b, 도 1, 2 참고)를 포함할 수 있다. 구동팬(96a)은 탑드로스배출장치(90)의 유로상에 배치될 수 있다. 본 실시예에서 구동팬(96a)은 배출부(94)상에 마련되는 것을 일례로 들었으나, 그 배치는 한정되지 않는다. 구동팬(96a)은 흡입부(92)로부터 배출부(94)로 탑드로스(14)를 유동시킬 수 있는 흐름을 발생시키도록 마련되면 이를 만족한다. 구동팬(96a)은 임펠러를 포함할 수 있다.
모터(96b)는 구동팬(96a)에 구동력을 발생시키도록 마련된다. 모터(96b)는 구동팬(96a)과 연결되어, 모터(96b)로부터 구동력을 전달받아 유로상에 기류를 발생시키도록 구성될 수 있다.
이하는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드퍼지장치에 관하여 설명한다.
도금설비(1)에 의한 도금강판(P)의 제조과정에서, 도금조(10)의 욕면(12)에는 탑드로스(14)가 생성될 수 있다.
탑드로스배출장치(90)는 흡입부(92)를 통해 욕면(12)을 따라 부유하는 탑드로스(14)를 흡입할 수 있다.
탑드로스배출장치(90)의 구동부(96)는 탑드로스(14)를 유동시키기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다. 구동부(96)에 의해 흡입부(92)로 흡입된 탑드로스(14)는 배출부(94)로 유동되며, 배출부(94)의 배출구(94a)를 통해 탑드로스배출장치(90)로부터 배출될 수 있다. 배출된 탑드로스(14)는 도 12에서와 같이 실링박스(22)외부의 도금조(10) 욕면(12)으로 배출될 수 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 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.
1 : 도금설비 10 : 도금조
14 : 탑드로스 20 : 가스나이프
22 : 실링박스 30 : 냉각장치
36 : 토출플레이트 38 : 냉각영역
50 : 기체분사장치 54 : 제 1 챔버
56 : 제 2 챔버 58 : 격벽
70 : 사이드퍼지장치 74 : 퍼지장치몸체
76 : 퍼지노즐 90 : 탑드로스배출장치
92 : 흡입부 94 : 배출부
96 : 구동부

Claims (15)

  1. 도금조로부터 끌어올려진 도금강판의 도금량을 제어하는 도금설비에 있어서,
    강판으로 와이핑가스를 분사하여 도금층의 두께를 조절하도록 구성되는 가스나이프;
    상기 가스나이프를 둘러싸도록 설치되며, 그 내부에 무산화분위기를 조성하는 실링박스;
    상기 실링박스에 배치되어, 상기 가스나이프를 지나는 도금강판으로 무산화기체를 토출하는 기체분사장치;
    상기 가스나이프를 지나는 도금강판의 단부를 향해 무산화기체를 토출하는 사이드퍼지장치;
    상기 가스나이프에 의해 도금층의 두께가 조절된 도금강판을 냉각하는 냉각장치;
    상기 도금조 욕면에 형성되는 탑드로스를 수집하여 배출하는 탑드로스 배출장치;를 포함하는 도금설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체분사장치는,
    상기 가스나이프를 향해 불활성기체를 분사하는 제 1 분사챔버;
    상기 제 1 분사챔버와 격벽으로 구획되는 제 2 분사챔버로서, 상기 가스나이프를 지난 도금강판으로 불활성기체를 분사하는 제 2 분사챔버;를 포함하는 도금설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기체분사장치는,
    상기 가스나이프의 와이핑가스 분사속도에 연동하여 불활성기체의 분사속도가 제어되는 제어되는 도금설비.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 분사챔버는,
    경사지게 형성되는 복수의 경사분사부;
    상기 복수의 경사분사부를 연결하는 적어도 하나의 가이드부로서, 상기 복수의 경사분사부로부터 분사되는 불활성기체를 가이드하는 가이드부;를 포함하는 도금설비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이드퍼지장치는,
    불활성기체를 공급하는 퍼지노즐;
    상기 퍼지노즐을 수용하는 퍼지장치몸체로서, 그 일측에 마련된 분사구를 통해 도금강판의 폭방향 단부를 향해 상기 퍼지노즐로부터 공급된 불활성기체를 분사하는 퍼지장치몸체;를 포함하는 도금설비.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 사이드퍼지장치는,
    상기 가스나이프의 와이핑가스 분사속도에 연동하여 불활성기체의 분사속도가 제어되는 도금설비.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각장치는,
    일측에 형성된 개구와, 냉각가스가 공급되는 토출공간을 갖는 장치몸체;
    복수의 토출홀을 갖고 상기 개구를 덮도록 마련되는 토출플레이트로서, 상기 복수의 토출홀을 통해 상기 공급되는 냉각가스를 도금강판을 향해 토출하는 토출플레이트;를 포함하는 도금설비.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 토출플레이트는,
    외부로 노출되는 제 1 플레이트와, 상기 제 1 플레이트보다 상기 장치몸체 내측에 배치되는 제 2 플레이트;를 포함하는 도금설비.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트는,
    응결수의 배수를 위해 상부보다 하부가 돌출되도록 기울어지게 배치되는 도금설비.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 장치몸체는,
    외부로 노출되는 외부몸체;
    상기 토출공간을 형성하는 내부몸체로서, 상기 외부몸체와 사이에 단열공간을 형성하는 내부몸체;를 포함하는 도금설비.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 탑드로스배출장치는,
    상기 실링박스 내부의 상기 도금조 욕면을 유동하는 탑드로스가 수용되는 흡입부;
    상기 흡입부로 수용된 탑드로스를 상기 실링박스의 외부로 배출하는 배출부;
    상기 흡입부로 흡입되는 탑드로스로 상기 배출부로 유동시키는 구동부;를 포함하는 도금설비.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 흡입부는,
    탑드로스가 유입되는 흡입구로서, 상기 도금조의 욕면보다 낮게 배치되는 흡입구;를 포함하는 도금설비.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 배출부는,
    탑드로스가 배출되는 배출구로서, 상기 실링박스보다 외측을 향하도록 구성되는 배출구;를 포함하는 도금설비.
  14. 도금조로부터 인출되는 도금강판을 가스나이프로부터 분사되는 와이핑가스에 의해 도금량을 제어하는 단계;
    사이드퍼지장치를 통해 상기 도금강판의 폭방향 단부에 불활성기체를 분사하는 단계;
    기체분사장치를 통해 상기 가스나이프와 상기 가스나이프에 의해 도금량이 제어된 도금강판으로 불활성기체를 분사하는 단계;를 포함하는 도금강판 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 사이드퍼지장치와 상기 기체분사장치를 통한 불활성기체의 분사속도는 상기 가스나이프의 와이핑가스 분사속도에 연동되게 제어되는 도금강판 제조방법.
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