KR100925620B1 - 연속 아연도금 공정에 사용되는 브러쉬 스크러빙 장치 - Google Patents
연속 아연도금 공정에 사용되는 브러쉬 스크러빙 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 연속 아연도금 공정에 사용되는 브러쉬 스크러빙 장치에 관한 것으로, 연속아연도금 공정에서 강판 스트립의 세정을 위한 브러쉬 스크러빙 장치에 있어서, 물이 분사되는 스프레이 노즐, 강판 표면을 세정하는 수세 브러쉬롤, 및 강판의 물기를 제거하는 링거롤을 포함하고, 상기 스프레이 노즐을 통해 분사되는 물과 함께 상기 수세 브러쉬롤이 회전하여 강판의 표면을 문질러 세정하는 수세 브러쉬 장치부; 물이 분사되는 스프레이 노즐, 강판 표면을 연마하여 강판 표면의 산화층을 제거하는 연마 브러쉬롤, 및 강판의 물기를 제거하는 링거롤을 포함하고, 상기 스프레이 노즐을 통해 분사되는 물과 함께 상기 연마 브러쉬롤이 회전하여 강판의 표면을 연마하여 산화층을 제거하는 연마 브러쉬 장치부; 및 연마된 철분을 제거하기 위한 마그네틱 분리기, 브러쉬의 마모분을 걸러주는 스크린 필터, 및 열교환기를 포함하고, 상기 수세 브러쉬 장치부 및 연마 브러쉬 장치부에서 분사된 물을 수거하여 상기 마그네틱 분리기, 스크린 필터, 열교환기를 거쳐 상기 스프레이 노즐들에 재공급하는 용액 순환부; 를 포함하는 연속 아연도금 공정에 사용되는 브러쉬 스크러빙 장치를 제공하여, 강판의 산화층을 용이하게 제거할 수 있는 효과를 얻게 된다.
아연도금, 브러쉬, 수세, 연마, 스크러빙
Description
도 1은 일반적인 연속아연도금 라인을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 브러쉬 스크러빙 공정도이다.
도 3은 본 발명에 의한 자동차용 강판 브러쉬 스크러빙 장치를 사용한 공정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 자동차용 강판 브러쉬 스크러빙 장치의 상세 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 자동차용 강판 브러쉬 스크러빙 장치를 사용한 공정 전후의 강판 표면 상태도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
3: 수세 브러쉬롤 4: 링거롤
5: 스프레이 노즐 6: 연마 브러쉬롤
7: 마그네틱 분리기 8: 순환 탱크
9: 펌프 12: 열교환기
15: 링거롤 14: 수세 브러쉬 장치부
16: 연마 브러쉬 장치부
본 발명은 연속 아연도금 공정에 사용되는 브러쉬 스크러빙 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속아연도금 공정의 스트립 소둔 및 도금을 하기전에 냉간 압연 공정에서 강판의 표면에 잔류하는 철분 및 유분을 세척하고 강판의 표면 산화층을 제거하여 스트립 표면을 효과적으로 세척하여 아연도금함으로써 자동차용 도금 제품의 품질을 향상시키도록 하는 연속 아연도금 공정에 사용되는 브러쉬 스크러빙 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연속아연도금 공정은 도금전에 스트립을 세정하는 전처리(100) 작업 후, 소둔로(200)에서 소둔 열처리를 거쳐 도금을 하고, 도금 강판의 기능을 향상시키기 위한 후처리(300)를 하게 된다. 전처리 공정(100)에서 스트립의 표면 세척이 잘 되어야 고온의 소둔로 설비의 오염을 막을 수 있게 되고, 또한 스트립이 오염되지 않게 된다. 또한 스트립 표면이 깨끗한 상태로 도금을 하여야 표면이 미려하게 되고, 제품 수명을 길게 할 수 있다. 특히 자동차용 강판의 경우 전처리의 상태는 도금 제품의 품질을 결정하는 중요한 요소가 된다.
전처리 공정(100)에서 스트립의 세척 방법은 다음과 같다. 도 2는 종래의 스러쉬 스크러빙 공정을 도시한 도면으로, 스트립(110)을 도 1에서와 같이 알카리 용액으로 청정한 후(250), 전기분해의 원리를 이용하여 전해청정(150)을 하게 된다. 전해청정(150) 후에 물을 스프레이 하면서 수세 브러쉬 롤(120)을 사용하여 스트립 표면을 문질러서 세척하는 스크러빙(scrubing) 유닛(170)을 거치게 되고, 이를 거친 스트립(110)을 따뜻한 물로 헹구어 주는 핫 워터 린싱 유닛(hot water rinsing unit, 180)을 통과하여 세척하게 된다.
상기와 같은 종래의 세척 공정은, 고장력 강에 함유된 산소 친화형 원소인 망간, 티타늄 등이 강판 표면에 산화되어 있을 때, 수세 브러쉬 롤(120)을 통해 제거하기가 불가능하게 되는 문제가 있으며, 이와 같이 산화층이 제거되지 않은 상태에서 도금을 할 경우 자동차용 고장력 아연도금 강판의 표면품질을 확보하기가 불가능하게 된다.
또한, 자동차의 차체가 경량화함에 따라 고장력 강판이 많이 사용되고 있으며, 고장력 강판일수록 산소친화형 원소의 증가가 필수적이게 된다. 이에 따라 종래와 같은 세척공정을 사용할 경우 강판표면 스케일 및 금형시의 파우더링 불량에 의한 표면 품질 저하의 원인이 되며, 결국 자동차의 수명을 단축하게 되는 요인이 되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래 브러쉬 스크러빙 장치가 수세 브러쉬만을 행하여 강판의 표면에 형성된 산화층을 제거하지 못하던 것을 개선하여 연마 브러쉬를 행하도록 하여, 강판의 산화층을 용이하게 제거할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 강판의 표면 품질 확보가 가능하도록 하며, 특히 고장력 강 판의 표면 품질을 향상시킴으로써, 자동차용 강판의 수명을 높이는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 연속아연도금 공정에서 강판 스트립의 세정을 위한 브러쉬 스크러빙 장치에 있어서, 물이 분사되는 스프레이 노즐, 강판 표면을 세정하는 수세 브러쉬롤, 및 강판의 물기를 제거하는 링거롤을 포함하고, 상기 스프레이 노즐을 통해 분사되는 물과 함께 상기 수세 브러쉬롤이 회전하여 강판의 표면을 문질러 세정하는 수세 브러쉬 장치부; 물이 분사되는 스프레이 노즐, 강판 표면을 연마하여 강판 표면의 산화층을 제거하는 연마 브러쉬롤, 및 강판의 물기를 제거하는 링거롤을 포함하고, 상기 스프레이 노즐을 통해 분사되는 물과 함께 상기 연마 브러쉬롤이 회전하여 강판의 표면을 연마하여 산화층을 제거하는 연마 브러쉬 장치부; 및 연마된 철분을 제거하기 위한 마그네틱 분리기, 브러쉬의 마모분을 걸러주는 스크린 필터, 및 열교환기를 포함하고, 상기 수세 브러쉬 장치부 및 연마 브러쉬 장치부에서 분사된 물을 수거하여 상기 마그네틱 분리기, 스크린 필터, 열교환기를 거쳐 상기 스프레이 노즐들에 재공급하는 용액 순환부; 를 포함하는 연속 아연도금 공정에 사용되는 브러쉬 스크러빙 장치를 제공한다.
바람직하게는 상기 수세 브러쉬 장치부의 수세 브러쉬롤 및 상기 연마 브러쉬 장치부의 연마 브러쉬롤은 상하 한쌍씩 배열되며, 상기 연마 브러쉬 장치부의 연마 브러쉬롤은, 연마 중 강판에 브러쉬가 눌어 붙는 것을 방지하기 위하여 브러쉬롤 내부로 물을 통과시키는 내부 관통부 및 롤 외부로 물을 분사할 수 있도록 브러쉬롤 표면에 형성된 다수개의 관통공을 포함한다.
삭제
이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 의한 자동차용 강판 브러쉬 스크러빙 장치를 사용한 공정을 도시한 도면이다. 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 수세 브러쉬롤로 강판의 표면을 세정하고 물기를 제거하는 수세 브러쉬장치부, 스트립의 표면산화층을 제거하기 위하여 연마 브러쉬롤로 연마하는 연마 브러쉬 장치부, 수세 및 연마 브러쉬 장치부에 용액을 공급하는 용액 순환부를 포함한다.
상기 수세 브러쉬 장치부(14)는 스프레이 노즐(5)을 통하여 물을 분사하면서 강판표면을 수세 브러쉬롤(3)을 회전시키면서 문질러 세정 한다. 그리고 수세 브러쉬 작업 후 링거롤(4)로 물기를 제거하여 강판의 물기가 다음 공정으로 인입되는 것을 방지하도록 한다. 수세 브러쉬롤(3)과 링거롤(4)은 상,하부 각각 모터를 통하여 구동된다. 수세브러쉬롤의 브러쉬를 구성하는 소재는 나이론 소재의 실로 뽑은 연마사가 된다.
상기 연마 브러쉬 장치부(16)는 스프레이 노즐(5)을 통하여 물을 분사하면서 강판표면을 연마브러쉬롤(6)을 회전시키면서 문질러 강판표면의 산화층을 제거한다. 그리고 연마 브러쉬 작업 후 링거롤(15)로 강판의 물기가 다음 공정으로 인입 되는 것을 방지하기 위하여 물기를 제거한다. 연마 브러쉬롤과 링거롤은 상,하부 각각 모터를 통하여 구동된다. 연마브러쉬롤의 브러쉬를 구성하는 소재는 나이론 소재에 SiC,Al2O3 등의 연마제 입자를 균일하게 혼입시켜 특수한 방법으로 실로 뽑은 연마사가 된다.
용액 순환부는 강판 표면의 이물질 및 산화층을 제거하기 위한 브러쉬 작업 시 필요한 물을 공급하고 사용된 물을 재순환시키게 된다. 상기 용액 순환부는 사용한 물을 재사용하기 위한 순환 탱크(8)를 포함하고, 순환 탱크(8)로 수세 및 연마 브러쉬 장치부에서 배출되는 용액이 공급되며, 그 사이에 상기 용액은 연마된 철분을 자력에 의해 제거하기 위한 마그네틱 분리기(7) 및 브러쉬의 마모분을 걸러주기 위한 스크린 필터(13)를 통과하게 된다. 또한, 상기 마그네틱 분리기(7) 및 스크린 필터(13)를 통과한 후 순환탱크(8)에 유입된 용액은 펌프(9)에 의해 열교환기(12)에 공급된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 브러쉬 스크러빙 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 도 4는 본 발명에 의한 자동차용 강판 브러쉬 스크러빙 장치의 상세 단면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 자동차용 강판 브러쉬 스크러빙 장치를 사용한 공정 전후의 강판 표면 상태도이다.
냉간압연 강판은 표면에 잔류하는 이물질(철분, 압연유의 유분)을 도 2의 전해청정장치(150)를 거치면서 강판표면에서 일부 분리시키고, 본 발명에 의한 브러쉬 스크러빙 장치로 진입하게 된다. 수세 브러쉬 장치부에서 상기 강판은 스프레이 노즐(5)을 통해 분사되는 물과 수세 브러쉬롤(3)의 회전에 의해 세정된다. 세정된 강판은 링거롤(4)로 보내져서 그 표면의 물기를 제거하게 된다.
이때 수세 브러쉬롤(3) 및 링거롤(4) 중 하부의 것은 모터로 구동되면서 롤의 상부를 스트립의 통과라인에 맞도록 위치하게 되어 스트립이 처짐이나 이상 없이 통과할 수 있도록 조정한다. 또한 수세 브러쉬롤(3) 중 상부의 것은 브러쉬롤 구동모터(도시하지 않음)의 전류값을 통해 압하량을 제어하게 되며, 링거롤(4) 중 상부의 것은 링거롤에 연결된 에어 실린더(도시하지 않음)와 같은 압하장치에 의해 압하력을 부여하여 강판에 접촉하게 된다.
또한, 본 발명에 의한 장치는 짧은 공간에서 강판의 위,아랫면을 브러싱하기 위하여 브러쉬롤이 각각 상하에 한쌍씩 배열되는 타입으로 배치된다. 종래에는 도 2에서와 같이 브러쉬롤(120)과 브러쉬 백업롤(130)이 한쌍으로 되어 배열되어 있었다. 따라서, 짧은 경로 내에서 보다 효과적으로 브러쉬 작업을 수행할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같이 수세 브러쉬 장치부(14)를 거쳐서 강판 스트립은 연마 브러쉬 장치부로 이송된다. 연마 브러쉬 장치부(16)는 인입된 스트립에 스프레이 노즐(5)을 통해 물을 분사하면서 이와 동시에 연마사로 제작된 연마 브러쉬롤(6)을 회전하면서 스트립을 연마 및 세정하게 된다. 그리고 링거롤(15)을 통해 강판 스트립의 물기를 제거한다.
상기 연마 브러쉬 장치부를 통해 연마 브러쉬롤(6)의 연마사가 강판의 표면을 연마하게 되므로 마찰에 의한 열에 의하여 강판에 연마사가 눌어 붙는 것을 막 기위하여 브러쉬롤(6) 내부로 물을 통입시키는 것이 바람직하게 된다. 이를 위하여 연마 브러쉬롤(6) 내부에 내부 관통부를 형성하며, 또한 상기 연마 브러쉬롤(6) 외부로 물을 분사할 수 있도록 브러쉬롤 표면에 다수개의 관통공을 형성하게 된다. 상기 내부 관통부 및 관통공을 통해 롤외부로 물을 뿜어주면서 브러슁 작업을 한다.
이때 연마 브러쉬롤(6) 및 링거롤(15) 중 하부의 것은 모터로 구동되면서 롤의 상부를 스트립의 통과라인에 맞도록 위치하게 되어 스트립이 처짐이나 이상 없이 통과할 수 있도록 조정한다. 또한 연마 브러쉬롤(6) 중 상부의 것은 브러쉬롤 구동모터(도시하지 않음)의 전류값을 통해 압하량을 제어하게 되며, 링거롤(15) 중 상부의 것은 링거롤에 연결된 에어 실린더(도시하지 않음)와 같은 압하장치에 의해 압하력을 부여하여 강판에 접촉하게 된다. 상기와 같은 연마 브러쉬 공정을 거치면서 강판 스트립 표면에 뭍은 이물질이나 표면산화층을 제거하게 된다.
용액순환부는 하부에 설치되어 있는 순환탱크(8)의 물을 펌프(9)를 통해 열교환기(12)를 거쳐 소정의 온도로 데운 다음, 수세 및 연마브러쉬롤의 스프레이 노즐(5)을 통해 뿌려준다. 이는 스트립의 세척을 효과적으로 할 뿐 아니라 스트립에 브러쉬가 융착되는 것을 방지하기 위함이다. 분사된 물은 다시 수세 및 연마 브러쉬 장치부의 하부를 통해 배출되며, 마그네틱 분리기(7)에서 연마 브러쉬 작업 시 발생된 철분을 제거하고, 스크린 필터(13)에서 연마 브러쉬롤(6)의 연마사 찌꺼기를 걸러서 순환 탱크로 인입되어 다시 펌프(9)를 통하여 재순환된다.
또한 본 발명에 의한 브러쉬 스크러빙 장치에 연결되는 핫 워터 린싱 탱크(11)의 물은 펌프(10)를 통해 별도의 열교환기(12)를 거쳐서 소정의 온도로 물을 데운 다음, 강판 스트립에 스프레이 노즐을 통해 뿌려주게 된다. 이는 스트립 표면을 헹구어주는 역할을 하게 되며, 뿌려진 물은 다시 하부에서 드레인(drain)되어 핫 워터 린스 순환 탱크(11)로 인입되어 순환하게 된다.
상기와 같이 수세 및 연마 브러쉬롤을 거친 강판은 표면의 산화층이 효과적으로 제거되어 양호한 표면 품질을 확보할 수 있게 되며, 이는 도 5에 종래의 수세 브러쉬 만을 사용한 경우와, 본 발명에 의한 수세 및 연마를 행한 경우를 비교도시한 바와 같다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 종래 브러쉬 스크러빙 장치가 수세 브러쉬만을 행하여 강판의 표면에 형성된 산화층을 제거하지 못하던 것을 개선하여 수세 브러쉬뿐 아니라 연마 브러쉬를 함께 행하도록 하여, 강판의 산화층을 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명은 강판, 특히 고장력강판 표면의 표면 산화층을 용이하게 제거할 수 있어, 양호한 표면 품질을 확보할 수 있으며, 자동차용 고장력강판의 수명을 높일 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
Claims (4)
- 연속아연도금 공정에서 강판 스트립의 세정을 위한 브러쉬 스크러빙 장치에 있어서,물이 분사되는 스프레이 노즐, 강판 표면을 세정하는 수세 브러쉬롤, 및 강판의 물기를 제거하는 링거롤을 포함하고, 상기 스프레이 노즐을 통해 분사되는 물과 함께 상기 수세 브러쉬롤이 회전하여 강판의 표면을 문질러 세정하는 수세 브러쉬 장치부;물이 분사되는 스프레이 노즐, 강판 표면을 연마하여 강판 표면의 산화층을 제거하는 연마 브러쉬롤, 및 강판의 물기를 제거하는 링거롤을 포함하고, 상기 스프레이 노즐을 통해 분사되는 물과 함께 상기 연마 브러쉬롤이 회전하여 강판의 표면을 연마하여 산화층을 제거하는 연마 브러쉬 장치부; 및연마된 철분을 제거하기 위한 마그네틱 분리기, 브러쉬의 마모분을 걸러주는 스크린 필터, 및 열교환기를 포함하고, 상기 수세 브러쉬 장치부 및 연마 브러쉬 장치부에서 분사된 물을 수거하여 상기 마그네틱 분리기, 스크린 필터, 열교환기를 거쳐 상기 스프레이 노즐들에 재공급하는 용액 순환부; 를 포함하는 연속 아연도금 공정에 사용되는 브러쉬 스크러빙 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 수세 브러쉬 장치부의 수세 브러쉬롤 및 상기 연마 브러쉬 장치부의 연마 브러쉬롤은 상하 한쌍씩 배열됨을 특징으로 하는 연속 아연 도금 공정에 사용되는 브러쉬 스크러빙 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 연마 브러쉬 장치부의 연마 브러쉬롤은, 연마 중 강판에 브러쉬가 눌어 붙는 것을 방지하기 위하여 브러쉬롤 내부로 물을 통과시키는 내부 관통부 및 롤 외부로 물을 분사할 수 있도록 브러쉬롤 표면에 형성된 다수개의 관통공을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 아연 도금 공정에 사용되는 브러쉬 스크러빙 장치.
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