KR100807665B1 - 연속 용융도금라인의 소음 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아연도금 강판 제조 공정에서 소음 감소 장치 및 포트 탕면의 아연 흐름 유도에 관한 것으로 에어나이프 사이에 기체와 기체(질소)가 바로 충돌하지 못하도록 스트립과 같은 기능을 하는 방지판인 바플 이 나이프와 같은 방향으로 움직이되 스트립 에지(EDGE) 부를 센서가 감지하여 스트립과 바플이 일정 간격을 유지하며 움직이면서도 전면 나이프와 후면나이프 사이의 정 중앙에서 움직이도록 하는 센터링 센서와 모터가 설치되어 전,후면 나이프에서 토 출 되는 기체가 동일 압력으로의 동일 거리로 바플 과 부딪쳐 소음이 감소되는 효과와 나이프 하부에 스트립을 타고 내려오는 아연과 기체의 흐름 구간을 흡음 유도 판을 이용 유도하여 주므로 서 소음 감소와 아연 흐름 무늬 및 TOP 드로스(아연 산화 찌꺼기)를 발생시키지 않는 기체로 도금량을 콘트롤 하는 아연도금 설비의 소음 방지와 제조원가 저감 장치에 관한 것이다.

바플, 에어나이프, 포지션센서, 유도 판 등

Description

연속 용융도금라인의 소음 제거장치{A Noise Elimination Apparatus for Consecutive Fused Metal Plating Line}

제 1 도는 종래기술에 따른 작업공정도

제 2 도는 본 발명에 따른 장치의 전체도

제 3 도는 본 발명에 따른 바플 쉬프팅 장치도

제 4 도는 본 발명의 바플 쉬프팅 부품도

제 5 도는 본 발명의 유도판 구성도 및 단면도

제 6 도는 본 발명의 작동 순서도

제 7 도는 본 발명의 유도판 사용전후의 온도변화도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1.스트립 2.에어나이프 3.아연 포트

4.소둔로 5.바플 6.스트립 감지 센서

7.센서 지지부재 20.바플 이송 실린더 21.바플 이송 가이드 바

22.바플 이송부재 23.바플 실린더부재 24.지지 대

25.슬라이드 고정부재 26.쉬프팅 평 기어 27.기어

28.쉬프팅 모터 29.슬라이딩 판 40.포지션센서

41.장력유도관 42.가이드롤러 43.센서 줄 고정 바

44.센서 줄 45.스프링 46.스프링 연결관

47.센터링 유도 판 60.유도 판 61.유도 판 실린더

62.실린더 고정부재 63.핀 64.유도 판 연결부재

65.봉 66.봉 연결부재 67.장 석관

70.콘트롤 컴퓨터

본 발명은 연속 용융아연도금 라인에 통상적으로 사용되는 에어나이프(2)에서 발생되는 소음을 감소시키기 위한 장치에 관한 것으로 특히 에어나이프(2)로 분사되어지는 기체(질소)가 스트립(1) 표면에 도금량을 조절하지 않는 부분의 에어나이프(2)에서 분사되는 기체끼리 서로 부딪치면서 발생되는 소용돌이 현상을 방지키 위한 바플 일 측면에 잦은 에어나이프 면이 간섭 되어지면서 막힘 현상 등을 제거 시키고 또한, 에어나이프(2)에서 도금량을 조절하면서 발생되는 아연 흐름무늬와 드로스 발생량 저감을 위한 도금품질 향상을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속 용융아연도금 라인에서는 용융되어 있는 아연포트(3)에 소둔로(4)에서 열처리 한 스트립(1)을 통과시켜 수요가의 주문 도금량 만큼 에어나이프(2)에서 기체(질소)를 이용하여 적정한 도금작업이 가능하도록 깍아 내리면서 작업이 이루어진다.

상기와 같은 작업도중 도금량을 조절하기 위해 에어나이프(2)에서 토 출되는 기체가 스트립과 부딪치는 부분과 스트립(1)이 없는 부분에서 기체와 기체가 부딪치는 구간으로 나눌 수 있는데 그런 부분에 의해서 소음 발생의 가장 큰 부분인 기체와 기체가 충돌되어지면서 상대적으로 진행하는 스트립의 가장자리 부분에 과 도금(통상적으로 도금되어지는 부분보다 상대적으로 조금 더 많이 도금 되어지는 현상)의 문제점이 있으며 그런 원인을 방지하고자 기존에 제1도와 같이 스트립의 폭 방향으로만 전,후진이 가능한 방식의 바플을 이용하여 작업을 실시하다 보니 작업도중에 스트립의 폭 변화가 심하여 에어나이프(2) 사이로 진행되어지는 스트립의 위치가 변화되어지면 도1의 하단에 나타난 도면처럼 에어나이프의 한 측면으로 바플이 간섭 되어지면서 간섭되어진 에어나이프 부분이 손상되어지는 원인과 또한 그 부분이 이물에 의해 막힘 현상이 발생되어진다.

또한, 도금량 조절을 위하여 기체의 압력을 조절하는 것 뿐만 아니라 스트립(1)을 향하여 양 측에 장착되어진 각각의 에어나이프(2)가 전진,후진을 할 때 에어나이프(2)와 스트립(1) 간격이 변화 시 이때 바플(5) 이 에어나이프(2) 사이의 정 중앙에 위치하지 않아 바플(5)과 에어나이프(2)의 간섭으로 에어나이프(2) 기체 토 출구 손상이 되어지는 도금표면의 품질저하가 발생되는 문제점과 에어나이프에서 적정한 도금량 제어를 위하여 분사되어지는 기체(질소)가 고압으로 분사되어지면서 스트립 표면의 도금량을 제어하다 보니 그 부분에 지나가는 스트립 표면부위가 급속냉각이 이루어지면서 표면상 냉각이 불규칙하게 형성조건을 잠재시키므로 에어나이프를 지난 스트립 표면이 냉각되어지면서 상기에 발생되어진 불규칙 형성조건 부위가 완전 냉각되어지면서 스트립 표면상에 불규칙하게 냉각되어지는 품 질하락의 원인이 되는 것이다.

또한 기체가 작업자 주변으로 전체 확산되므로서 에어나이프(2)에서 토출된 기체(질소)에 의해 스트립(1)에 적정 도금된 아연의 잔여량이 밀려나면서 탕면으로 흐를 때 에어나이프에서 분사되던 차가운 기체에 의해 냉각이 되어진 아연 잔량이 대기중의 산소와 결합 (통상적으로 도금욕조의 온도는 460℃±10으로 관리 되어지며 에어나이프에서 밀려 내려가는 아연의 온도는 약 300℃±10 가량 됨) 되어지면서 TOP 드로스를 생성시키고 냉각 속도가 증가하여 아연 잔여량 흐름을 방해하여, 스트립에 아연 흐름 무늬를 발생시키는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 에어나이프(2) 폭에서 스트립(1)이 통과 하는 부분을 제외 한 양쪽 부분을 에어나이프(2)와 에어나이프 사이에 바플(5)이 삽입되어 기체와 기체 충돌을 막으면서 소음을 감소시키는 바플(5)을 에어나이프(2) 사이에서 한쪽으로 편향되지 않도록 에어나이프(2) 간격을 연속적으로 측정하여 바플(5)이 항상 양측의 에어나이프(2) 정 중앙에서 좌우로 움직일 수 있도록 하여 에어나이프 토출면의 손상을 방지하고 에어나이프(2) 하부면에 아연의 흐름과 같은 방향으로 기체 흐름을 유도하는 유도판(60)에 의해서 토출된 기체에 의해 흘러내리는 아연의 냉각 및 드로스의 생성을 억제하고 스트립 표면상에 발생되어지는 흐름무늬를 제거하는 도금품질 향상을 위한 장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연속 용융도금라인의 소음제거 장치의 구성은, 에어나이프에서 발생되는 소음 및 소용돌이 현상을 방지하기 위한 에어나이프(2) 사이에 삽입되는 바플(5)과, 상기 바플(5)을 스트립 폭 방향으로 구동시키며 지지하도록 된 스트립 폭 방향 구동 및 지지부와, 상기 바플(5)을 스트립 전후 방향으로 구동시키도록 된 스트립 전후 방향 구동부와, 스트립 표면에 불균일한 흐름무늬현상을 방지하기 위하여 상기 에어나이프(2) 하부에 위치하는 유도판(60)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스트립 폭 방향 구동 및 지지부는 바플(5)을 이송하기 위한 바플이송 실린더(20)와, 상기 바플(5)을 지지하면서 스트립 방향으로 이송시키도록 된 바플이송 가이드바(21)와, 상기 바플 이송 실린더(20)와 바플 이송 가이드바(21)를 지지하면서 바플과 결합된 슬라이드판(29)과 홈 결합 되도록 되고 바플(5)을 스트립 전후 방향으로 이송되도록 기어가 달린 쉬프팅 모터(28)가 장착되고, 스트립폭 감지 센서(6)가 부착된 지지대(24)로 구성된다.

또한, 상기 스트립 전후방향 구동부는 바플(5)의 상단부와 결합되며 상기 지지대(24)의 하부 홈에 결합되도록 동기부가 형성된 슬라이드판(29)과, 상기 슬라이드판의 상면부에 고정되어 쉬프트 모터(28)의 기어(27)와 치합되도록 된 쉬프팅 기어(26)와, 상기 슬라이드판(29)의 상면부에 고정되어 스트립의 전후 포지션을 감지하는 포지션 센서(40)와, 상기 슬라이드판(29)의 상면부에 고정된 장력유도관(41)과, 상기 장력 유도관(41)의 내부에 삽입되어 스프링(45)의 탄력에 의해 신축되도록 되고 끝단부가 에어나이프(2) 원통의 센터링 유도판(47)과 결합되어 있는 스프링 연결관(46)과, 상기 스프링 연결관(46)과 포지션 센서(40)에 연결되어 있는 센 서줄(44)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유도판(60)은 에어나이프(2) 원통하부에 설치된 유도판 실린더(61)에 의해 작동되며, 상기 바플(5)은 하단면이 스트립 전후방향으로 라운딩 가공되어 있고, 상기 유도판(60)은 상기 에어나이프(2) 원통 하부에 설치된 봉(65)을 삽입하도록 된 장 석관(67)과 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

먼저 장치를 인 아웃(IN,OUT) 시킬 수 있는 바플 이송실린더(20)와 에어나이프(2) 프레임(미 도시)이 연결되고 바플 이송실린더(20) 한 쪽에는 바플 실린더 부재(23)에 연결된다. 이 바플 실린더 부재(23)는 지지 대(24)에 단단하게 용접으로 결합되고 지지 대(24) 양 쪽에는 바플 이송부재(22)가 용접으로 결합 바플 이송부재(22) 상부면에는 바플 이송 가이드 바(21)가 통과할 수 있도록 관통되어 설치되어진다. 바플 이송부재(22)에 관통된 바플 이송 가이드 바(21)는 본 장치의 전체를 지지하며 에어나이프 프레임(미 도시)에 연결되며, 지지 대(24) 하부에 위치하고, 상면에 돌기가 솟아있는 슬라이드 판(29)은 그 하부에 기체가 흩어지도록 라운딩 가공된 바플(5)이 용접으로 결합되어 슬라이드판(29) 위 면에 쉬프팅 평 기어(26)가 용접으로 조립되어진다. 슬라이드 고정부재(25) 중앙부에 쉬프팅 모터(28)가 볼트(미 도시)로 조립되고 쉬프팅 모터(28)에 기어(27)가 조립되어 쉬프팅 평 기어(26)와 맞물리도록 조립되어진다.

그리고, 슬라이딩 판(29) 상부면 쉬프팅 평 기어(26) 옆에 포지션 센서 (40)및 장력 유도관(41)이 적정간격으로 설치되고 장력 유도관(41)이 유도관 내에 스프 링(45)과 스프링 연결관(46)이 결합 토출 장력을 유지하고 스프링 연결관(46) 끝 단부에 가이드 롤러(42)가 용접으로 조립되어지고, 그 후 단에 센서 줄 고정 바(43)가 용접으로 고정된다.

포지션센서(40)와 가이드롤러(42)의 사이에 거리를 측정할 수 있도록 하는 센서 줄(44)이 연결되며, 에어나이프(2) 원통에 나이프 간격이 변화 하여도 같은 거리를 측정이 가능토록 가공된 센터링 유도 판(47)이 용접으로 결합되고, 에어나이프(2) 원통 하부에는 원통의 장 석관(67)에 봉(65)이 삽입되어 봉(65)과 장 석관(67)이 간섭 되지 않는 곳에 봉 연결부재(66)로 에어나이프(2) 원통 하부에 용접으로 결합된다. 장 석관(67)에는 타원형으로 가공된 유도 판(60)이 용접 결합되고, 에어나이프(2) 원통 정면에 유도 판 실린더(61)가 실린더 고정부재(62)로 고정 결합되고, 유도 판 실린더(61)와 유도 판(60)은 유도 판 연결부재(64)와 핀(63)으로 결합되며, 스트립 감지센서(6)는 센서 지지부재(7)와 결합하여 지지 대(24)에 스트립(1) 방향으로 설치되어지는 구성으로 되어 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 작용에 관하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 좌,우 장치가 동일 수단으로 각기 작용하여 작업하기 때문에 하기에서는 한 쪽에서 동작되어지는 수단에 관해서만 설명하기로 하고 도2에 도시 된 바와 같이 본 장치를 작동하면 포지션 센서(40)의 측정값이 콘트롤 컴퓨터(70)에 전송되어지면 콘트롤 컴퓨터(70)는 쉬프팅 모터(28) 작동을 지시하여 쉬프팅 모터(28)가 구동 되면서 기어(27)를 구동 시키고 기어(27)에 맞물려 있는 쉬프팅 평 기어(26)와 슬라이딩판(29)이 좌우로 작동하면서 일체형으로 조립된 바플(5)이 에어나이프(2) 중앙에 위치하도록 작동되어진다. 즉 포지션 센서(40) 좌,우측 측정값이 같도록 계속 콘트롤이 이루어지고 이와 동시에 스트립 감지 센서(6)에 스트립(2)이 감지 될 때까지 바플 이송실린더(20)가 작동하면 바플 이송부재(22)가 바플 이송가이드 바(21)를 따라 스트립(1)을 향하여 진행하고 스트립 감지센서(6)에 스트립 에지(EDGE) 부가 감지되면 콘트롤 컴퓨터(70)는 바플 이송실린더(20)의 동력을 정지시키면서 스트립 감지센서(6)는 연속적으로 스트립(1)의 가장자리(EDGE부)를 감지 일정 간격을 유지하면서 콘트롤 되고 스트립 감지센서(6)의 첫 스트립(1) 감지 신호에 의해 콘트롤 컴퓨터(70)는 유도판 실린더(61)를 확장시켜 유도판(60)을 아연포트(3) 탕면 방향으로 향하도록 작동되게 된다.

<실시 예 1>

상기와 같은 도금품질 향상을 위한 생산요건을 실시 예를 이용하여 상세히 설명하면 바플이 양측의 에어나이프 중앙지점으로 이동이 가능한 사용 본 발명의 적용전,후를 비교하여 실시한 Test 결과가 다음과 같이 도출되었다.

*일일발생 기준

구 분	에어나이프 토 출구 막힘	에어나이프 오염도	스트립 표면상태	비고
비교 예	8회	5회	보통
발명 예	2회	1회	양호

상기 표와 같이 본 발명에 의한 용융아연도금 조건 시, 바플에 의해 발생되어지는 결함발생 원인을 현저히 저감 시킴으로써 우수한 제품이 생산되어짐을 알 수 있다.

<실시 예 2>

아연도금 작업 시 스트립 표면에 발생되어지는 흐름무늬를 발생시키는 조기 아연 냉각속도를 보상하기 위해 포트 탕면에서 스트립이 통과되어지는 에어나이프 하부에서 포트탕면까지의 구간에 유도 판 사용 전,후의 온도 변화 도는 도 7과 같다.

도 7의 온도변화 도와 같이 유도 판을 사용하기 전에는 에어나이프 하부에서 포트탕면까지의 구간에서 분사되어지는 기체(질소)에 의해서 1차적으로 급속하게 냉각되어지면서 스트립 표면에 불 균일한 흐름무늬 현상을 보상하기 위한 유도 판으로 에어나이프 하부에서 포트탕면까지의 구간에 최적의 온도보상을 실시하여 줌으로 흐름무늬가 발생되지 않은 최상의 도금작업을 가진다.

<실시 예 3>

유도 판에 의해서 대기의 산소와 흘러내리는 아연이 반응하여 산화되는 것을 막아 아연 TOP 드로스(DROSS)의 발생을 억제하는 효과는 다음과 같다.

상기 표와 같이 유도 판을 사용하면서 TOP 드로스(DROSS) 발생량 을 현저히 저감 시키므로 포트 탕면에 도금작업 조건을 항상 최적의 상태로 유지할 수 있도록 갖추어진다.

상기와 같은 조건들에 의하여 목표 품질을 확보할 수 있는 도금품질 향상을 위한 장치 및 방법의 조건을 가진다.

※.용어설명

에지(EDGE) - 스트립의 양 폭의 끝 부분

포지션 센서 - 물체와 물체 사이를 측정하여 센서

TOP 드로스(DROSS) 아연이 산소와 결합하여 생성되는 아연 찌꺼기

따라서 본 발명에 의하면 에어나이프(2)에 간섭 되지 않도록 고안된 바플(5)이 스트립(1)과 접촉하지 않고 적정거리를 유지 하면서 에어나이프(2)에서 토출된 기체들끼리의 충돌을 방지하고 기체의 흐름을 아연 포트의 아연흐름과 같은 방향으로 유도하여 주므로서 도금 작업 시 발생되는 소음을 감소시켜 작업자의 청력장애 요인을 제거하는 실용상의 효과가 있는 것이다.

Claims (6)

1. 에어나이프에서 발생되는 소음 및 소용돌이 현상을 방지하기 위한 에어나이프(2) 사이에 삽입되는 바플(5)과,

   상기 바플(5)을 스트립 폭 방향으로 구동시키며 지지하도록 된 스트립 폭 방향 구동 및 지지부와,

   상기 바플(5)을 스트립 전후 방향으로 구동시키도록 된 스트립 전후 방향 구동부와,

   스트립 표면에 불균일한 흐름무늬현상을 방지하기 위하여 상기 에어나이프(2) 하부에 위치하는 유도판(60)으로 구성된 것을 특징으로 하는 연속 용융도금라인의 소음제거 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스트립 폭 방향 구동 및 지지부는 바플(5)을 이송하기 위한 바플이송 실린더(20)와,

   상기 바플(5)을 지지하면서 스트립 방향으로 이송시키도록 된 바플이송 가이드바(21)와,

   상기 바플 이송 실린더(20)와 바플 이송 가이드바(21)를 지지하면서 바플과 결합된 슬라이드판(29)과 홈 결합 되도록 되고 바플(5)을 스트립 전후 방향으로 이송되도록 기어가 달린 쉬프팅 모터(28)가 장착되고, 스트립폭 감지 센서(6)가 부착된 지지대(24)로 구성된 것을 특징으로 하는 연속 용융도금라인의 소음제거 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 스트립 전후방향 구동부는 바플(5)의 상단부와 결합되며 상기 지지대(24)의 하부 홈에 결합되도록 동기부가 형성된 슬라이드판(29)과,

   상기 슬라이드판의 상면부에 고정되어 쉬프트 모터(28)의 기어(27)와 치합되도록 된 쉬프팅 기어(26)와,

   상기 슬라이드판(29)의 상면부에 고정되어 스트립의 전후 포지션을 감지하는 포지션 센서(40)와,

   상기 슬라이드판(29)의 상면부에 고정된 장력유도관(41)과,

   상기 장력 유도관(41)의 내부에 삽입되어 스프링(45)의 탄력에 의해 신축되도록 되고 끝단부가 에어나이프(2) 원통의 센터링 유도판(47)과 결합되어 있는 스프링 연결관(46)과,

   상기 스프링 연결관(46)과 포지션 센서(40)에 연결되어 있는 센서줄(44)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 용융도금라인의 소음제거 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 유도판(60)은 에어나이프(2) 원통하부에 설치된 유도판 실린더(61)에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 연속 용융도금라인의 소음제거 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 바플(5)은 하단면이 스트립 전후방향으로 라운딩 가공된 것을 특징으로 하는 연속 용융도금라인의 소음제거 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 유도판(60)은 상기 에어나이프(2) 원통 하부에 설치된 봉(65)을 삽입하도록 된 장 석관(67)과 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 용융도금라인의 소음제거 장치.

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