KR101898167B1 - 비산 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 비산 방지장치는 롤의 연결축을 회전 가능하게 지지하는 하우징; 상기 하우징과 상기 연결축 사이에 실링수를 공급하는 유체공급수단; 및 상기 하우징의 주위를 포위하여 실링수의 누출을 막는 기밀부재;를 포함할 수 있다.

Description

비산 방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING FLUID SCATTERING}

본 발명은 비산 방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소둔산세라인의 산세조 탱크에 설치된 롤의 산세액 비산방지 장치에 관한 것이다.

스테인리스 냉연강판의 제조공정은 열간압연 후 미려한 표면 및 정밀한 두께가공을 위해 냉간압연을 한다. 냉간압연 후에는 냉간 압연 시 경화된 조직을 기계적 성질을 부여하기 위하여 소둔처리 한다.

소둔처리는 산화성 분위기에서 강판에 직접 열기를 전달하는 방식으로 진행되며, 소둔처리 후에는 소둔 시 발생되는 산화철을 산세하여 제거하는 후처리 과정을 필요로 한다. 이같은 산세 공정은 제조하는 강판의 강종에 따라 황산, 질산, 혼산(질산+불산)이 수용된 산세조 탱크를 통과하는 과정을 포함한다.

산세조 탱크에 사용되는 산(Acid) 용액는 인체에 매우 유해하며, 특히 불산(HF)은 인체에 치명적이다. 산세조 탱크 내부의 설치되는 침전롤은 회전 구동 시 이러한 산 용액이 누출되는 경우가 생기는데, 종래에는 이러한 유해용액의 누출을 막기 위하여 회전되는 침전롤 양측에 커버를 설치하고 커버와 침전롤 사이에 실링재를 삽입하여 고정하는 방식으로 실링을 하였다.

하지만 상기한 방식만으로는 회전되는 롤의 양측면으로 비산되는 산 용액을 막는 방어수단으로 부족함이 있어 종종 리크(Leak)가 발생되었고, 실링 장치 내부의 축받이에도 산세액이 유입되면서 설비 장애를 빈번하게 발생시키는 문제가 있었다.

한국 공개특허공보 10-2012-0074631호(2012년07월06일)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 회전되는 롤의 양측면으로 산세액이 누출되거나 비산되는 것을 막을 수 있는 비산 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 롤의 연결축을 회전 가능하게 지지하는 하우징; 상기 하우징과 상기 연결축 사이에 실링수를 공급하는 유체공급수단; 및 상기 하우징의 주위를 포위하여 실링수의 누출을 막는 기밀부재;를 포함하는 비산 방지장치가 제공될 될 수 있다.

상기 하우징은 실링수가 유입되는 내측부와, 상기 내측부 바깥쪽에 위치하는 외측부를 구비하고, 상기 외측부에는 복수개의 홈이 형성되고, 상기 홈은 상기 연결축의 회전량에 따라 실링수를 포획되여 수막을 형성함으로써 실링수의 누출을 단계적으로 방지할 수 있다.

상기 비산 방지장치는 상기 내측부와 상기 연결축 사이에 개재되고, 실링수가 통과하는 유로부가 형성되는 축받이;을 더 포함할 수 있다.

상기 축받이는 상기 내측부의 대향면에 실링수가 채워지는 움푹부를 구비하고, 상기 연결축은 실링수가 상기 움푹부에 유입되면 압력에 의해 부상하여, 상기 축받이 또는 상기 하우징과 접하는 면에서 발생되는 마찰이 저감될 수 있다.

상기 유체공급수단은 실링수가 저장되는 공급원; 컨트롤러에 의해 제어되는 모터; 및 상기 모터에 의해 작동되어 상기 비산 방지장치 쪽으로 실링수를 공급하는 펌프;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 비산 방지장치는 회전되는 롤의 양측면으로 인체에 치명적인 산 용액이 누출되거나 비산되는 것을 막을 수 있다.

또한, 연결축과 하우징 사이에 투입되는 실링수로 마찰저항을 줄임으로써 효율적으로 롤을 구동시킬 수 있다.

또한, 비산 방지장치의 축받이에도 기밀부를 마련하여 산세액이 침투되는 것을 막아 설비 장애의 빈번한 발생을 막을 수 있다.

또한, 하우징의 외측부에 홈을 마련하여 실링수의 누출을 막아 안전한 작업환경과 생태계 오염 방지에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비산 방지장치가 설치되는 산세조 탱크라인을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비산 방지장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축받이의 사시도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 비산 방지장치의 측단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

철강제조 분야에서 스테인리스 냉연 강판은 냉간 압연 공정, 소둔 공정, 조질 압연 공정, 정정 공정 등 일련의 공정을 거쳐 제조된다. 이 중 소둔공정은 철강, 스테인레스 등의 금속 재료를 냉간압연시 조밀해진 재질을 고온에서 소둔처리하여 강판을 기계적 가공이 쉬운 상태로 만들기 위한 공정이다.

소둔공정에서는 산화성 분위기에서 열처리 과정을 거치는데, 이때 강판의 표면에 산화철이 생성하게 된다. 그리고 이를 제거하기 위하여, 일반적으로 산세조 탱크(20)에서 강판의 스테인리스 강종(300계,400계)에 적합한 각각의 산세용액에 강판을 일정시간 잠기도록 하는 산세 공정을 거치게 된다. 롤(10)은 이 과정에서 사용되는 것으로, 산세조 탱크(20)에서 강판을 이송시키며 산세액(F)에 잠기도록 한다.

산세조 침전 롤(10)은 공정의 프로세스 속도에 맞추어 회전한다. 이때 회전되는 롤(10)의 양측면에서는 롤(10)의 회전력에 따라 산세액(F)이 양 측면으로 비산되는 현상이 발생된다. 이 경우, 비산된 산세액(F)은 주변 작업자에게 심각한 안전 문제를 야기할 뿐만 아니라, 환경오염에도 많은 문제를 초래하게 된다.

특히 300계 스테인리스 강판시 사용되는 혼산세조 탱크 욕조에는 질산과 불산이 혼합된 혼산을 사용하여 산세처리를 한다. 불산은 특히 엄격한 관리가 요구되는 독성 액체로서 인체노출 시 매우 심각한 문제가 초래될 우려가 있는데, 이하에서 설명할 본 발명은 이러한 문제를 해결한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비산 방지장치(100)가 설치되는 산세조 탱크(20) 라인을 도시하고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비산 방지장치(100)의 사시도를 나타낸다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축받이(120)의 사시도를, 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 비산 방지장치(100)의 측단면도를 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비산 방지장치(100)는, 롤(10)의 연결축(11)을 회전 가능하게 지지하는 하우징(110), 하우징(110)과 연결축(11) 사이에 실링수를 공급하는 유체공급수단(140), 및 하우징(110)의 주위를 포위하여 실링수의 누출을 막는 기밀부재(130)를 포함한다.

롤(10)은 일례로 침전롤로써, 산세조 탱크(20)를 통과하는 강판을 산세액(F)에 잠기게 하는 역할을 수행할 수 있다. 연결축(11)은 롤(10) 양측 단부에서 돌출되어 롤(10)이 산세조 탱크(20)의 측벽에 회전 가능하게 지지되도록 한다. 이때 산세조 탱크(20)는 산세액(F)을 내부에 저장하며, 상술한 산세 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 여기서 말하는 산세액(F)은 강판의 표면을 세척하여 스케일 등을 제거하는 산세공정에 사용되는 염산용액일 수 있다.

하우징(110)은 롤(10)의 연결축(11)을 덮는 커버역할을 하며, 축받이(120)를 매개로 연결축(11)을 회전 가능하게 지지한다. 이러한 하우징(110)에는 체결부(111)와 주름부(112)가 마련될 수 있다.

체결부(111)는 하우징(110)이 산세조 탱크(20)에 결합되게 하는 수단으로, 다수의 체결부재(150)이 끼워지는 체결홀을 구비할 수 있다. 그리고 주름부(112)는 롤(10)의 휘어짐이나 흔들림에 의한 변형에 하우징(110)이 대응하도록 한다. 롤(10)이 변형되면 그에 맞춰 주름부(112)도 탄성 변형되는 방식이다.

한편, 하우징(110)은 실링수가 유입되는 내측부(113)와, 내측부(113) 바깥쪽에 위치하는 외측부(114)를 더 포함하고, 외측부(114)에는 복수개의 홈(114a, 114b, 114c)이 형성되고, 홈(114a, 114b, 114c)은 연결축(11)의 회전량에 따라 실링수를 포획되여 수막을 형성함으로써 실링수의 누출을 단계적으로 방지할 수 있다. 외측부(114)는 내측부(113)에서 바깥쪽으로 더 연장되는 부분으로, 내측부(113)와 축받이(120) 사이에서 흘러나오는 실링수를 홈(114a, 114b, 114c)을 이용하여 기밀하는데, 실링수의 압력에 따라 제1 홈(114a)부터 제3 홈(114c)까지 차례로 실링수가 채워지는 방식으로 실링수의 누출을 막는 것이다.

다시 말해, 연결축(11)을 부상시킨 실링수는 자연스럽게 홈(114a, 114b, 114c)으로 흐르는데 홈(114a, 114b, 114c)으로 유입된 실링수는 롤(10)의 회전력에 따라 수막을 형성하여 액체가 외부로 유출되지 않도록 2차 방지막 역할을 하도록 한다. 한편, 실링수의 공급을 제어하는 컨트롤러(145)는 프로세스 공정에 따라 생산 라인이 멈추면 실링수를 공급도 멈추도록 하여 안전성을 높일 수 있다. 이는 독성이 강한 산세조에서 외부로 유출되는 산세액(F)이 없도록 하여 작업자의 안전향상은 물론 환경오염방지에도 크게 기여할 수 있다.

축받이(120)는 연결축(11)과 하우징(110) 사이에 작용되는 마찰을 줄여주기 위하여 삽입될 수 있다. 그리고 축받이(120)는 내측부(113)의 대향면에 실링수가 채워지는 움푹부(120b)를 구비하고, 연결축(11)은 실링수가 움푹부(120b)에 유입되면 압력에 의해 부상하여, 연결축(11)에 작용되는 회전 마찰이 저감될 수 있다.

축받이(120)에는 움푹부(120b) 외에 유로부(120a)와 기밀부(120c)가 마련될 수 있는데, 유로부(120a)는 유체공급수단(140)에서 공급되는 실링수가 움푹부(120b)에 채워지도록 하는 개구부이고, 기밀부(120c)는 하우징(110)의 내측부(113) 안쪽에 마련되는 차단벽으로써 산세액(F)이 움푹부(120b) 쪽으로 흘러들어가지 못하도록 할 수 있다. 한편, 산세조 탱크(20)에서는 산성을 띄는 산세액(F)이 사용되므로, 그에 대응하여 축받이(120)는 내산성 수지성분인 테프론으로 제조될 수 있다.

기밀부재(130)는 실링수가 하우징(110) 바깥으로 흘러 나가지 못하도록 하는 수단으로, 내측부(113)를 둘러싸는 모양의 하우징(110)의 상대적인 움직임을 허용하면서 그 액체물을 밀폐시키는 벨로우즈(bellows)일 수 있다.

유체공급수단(140)은 실링수가 저장되는 공급원(141), 컨트롤러(145)에 의해 제어되는 모터(142), 및 모터(142)에 의해 작동되어 비산 방지장치 쪽으로 실링수를 공급하는 펌프(143)와, 공급원(141)으로부터 하우징(110)의 유로(113a)와 연결되는 공급라인(144)을 포함한다.

컨트롤러(145)는 롤(10)의 회전이 시작되면 롤(10)의 연결축(11)과 축받이(120) 사이에 실링수를 공급하도록 제어하고, 공급된 실링수는 그 압력으로 연결축(11)을 부상시켜 그에 작용되는 마찰저항을 줄일 수 있다. 컨트롤러(145)로 펌프(143)를 작동시키면 공급라인(144)을 통하여 비산 방지장치(100)에 실링수가 공급되는데, 공급된 실링수는 연결축(11)과 축받이(120) 사이의 틈에 채워져 그들 사이의 마찰저항을 줄이는 것이다. 이는 롤(10)의 작동 부하를 줄임으로써, 롤(10)의 부드러운 작동을 가능케 한다.

이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 비산 방지장치(100)는 스테인리스 냉간압연 후 소둔 세처리 하는 공정의 산세조 탱크(20)에 설치되어 침전 롤(10)이 라인의 프로세스에 따라 회전시 양측면으로 비산되는 산세액을 효과적으로 막을 수 있다.

나아가, 롤(10)의 회전 시작시 연결축(11)과 하우징(110) 사이에 투입되는 실링수로 마찰저항을 줄임으로써 효율적인 롤(10)의 구동을 담보하고, 하우징의 외측부(114)에 마련되는 홈(114a, 114b, 114c)으로 실링수의 누출을 막아 안전한 작업과 주변환경 오염 방지에 기여할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

F: 산세액 10: 롤
11: 연결축 20: 산세조 탱크
100: 비산 방지장치 110: 하우징
111: 체결부 112: 주름부
113: 내측부 113a: 유로
114: 외측부 114a: 제1 홈
114b: 제2 홈 114c: 제3 홈
120: 축받이 120a: 유로부
120b: 움푹부 120c: 기밀부
130: 기밀부재 140: 유체공급수단
141: 공급원 142: 모터
143: 펌프 144: 공급라인
145: 컨트롤러 150: 체결부재

Claims (5)

1. 롤의 연결축을 회전 가능하게 지지하는 하우징;
   상기 하우징과 상기 연결축 사이에 실링수를 공급하는 유체공급수단; 및
   상기 하우징의 주위를 포위하여 실링수의 누출을 막는 기밀부재;를 포함하고,
   상기 하우징은 실링수가 유입되는 내측부와, 상기 내측부 바깥쪽에 위치하는 외측부를 구비하고,
   상기 외측부에는 복수개의 홈이 형성되고, 상기 홈은 상기 연결축의 회전량에 따라 실링수를 포획하여 수막을 형성함으로써 실링수의 누출을 단계적으로 방지하는 비산 방지장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 비산 방지장치는
   상기 내측부와 상기 연결축 사이에 개재되고, 실링수가 통과하는 유로부가 형성되는 축받이;을 더 포함하는 비산 방지장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 축받이는 상기 내측부의 대향면에 실링수가 채워지는 움푹부를 구비하고,
   상기 연결축은 실링수가 상기 움푹부에 유입되면 압력에 의해 부상하여, 상기 축받이 또는 상기 하우징과 접하는 면에서 발생되는 마찰이 저감되는 비산 방지장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 유체공급수단은
   실링수가 저장되는 공급원;
   컨트롤러에 의해 제어되는 모터; 및
   상기 모터에 의해 작동되어 상기 비산 방지장치 쪽으로 실링수를 공급하는 펌프;를 포함하는 비산 방지장치.

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