KR100376477B1

KR100376477B1 - Corner overplating prevention device in vertical electroplating bath with fusible anode

Info

Publication number: KR100376477B1
Application number: KR10-1998-0056868A
Authority: KR
Inventors: 김태수; 조영봉; 박상욱
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2003-06-12
Also published as: KR20000041089A

Abstract

본 발명은 가용성 양극를 사용하는 수직형 전기 도금조를 사용하여 금속대를 전기 도금하는 공정에 있어서 금속대의 모서리에 집중되는 도금전류에 의해 일어나는 모서리 과도금을 효과적으로 억제시킴으로써 고가의 도금 금속 소모량을 줄이고 모서리 과도금에 의한 공정상의 문제발생을 방지할 수 있는 모서리 과도금 방지 장치의 제공에 관한 것이다.The present invention reduces the cost of expensive plated metal consumption by effectively suppressing the corner overplating caused by the plating current concentrated in the corner of the metal band in the process of electroplating the metal band using a vertical electroplating bath using a soluble anode The present invention relates to the provision of an edge overplating prevention device capable of preventing a process problem caused by overplating.

본 발명은 가용성 양극(3)을 사용하는 수직형 전기 도금조(1)내에 도금대상 금속대(4)를 수직방향으로 인입시켜 전기 도금을 행하는 설비에 있어서, 상기 금속대(4)의 모서리를 가리우기 위한 절연물질로 된 모서리 가리개(6)와, 상기 금속대(4)의 모서리를 감지하도록 모서리 가리개(6)의 적소에 설치된 모서리 감지기(5)와, 상기 모서리 가리개(6)를 금속대(4)에 대하여 선형이동시키는 선형운동기구(7)와, 상기 선형운동기구(7)를 정역 구동시키는 모터(8)와, 상기 모서리 감지기(5)로부터의 신호를 받아 상기 모터(8)의 작동을 제어하는 제어기(9)를 포함하는 구성을 특징으로 하는 가용성 양극을 사용하는 수직형 전기 도금조의 모서리 과도금 방지장치를 제공한다.In the present invention, in the vertical electroplating bath (1) using the soluble anode (3), the metal object (4) to be plated is drawn in the vertical direction to perform electroplating. A corner shield 6 made of an insulating material for covering, an edge detector 5 installed in place of the corner shield 6 so as to sense an edge of the metal strip 4, and the corner shade 6 with a metal strip. A linear motion mechanism (7) for linear movement with respect to (4), a motor (8) for driving the linear motion mechanism (7) forward and backward, and receiving a signal from the edge detector (5) of the motor (8). Provided is an edge overplating prevention device of a vertical electroplating bath using a soluble anode characterized by a configuration including a controller 9 for controlling operation.

Description

Corner overplating protection in vertical electroplating baths with fusible anodes

본 발명은 가용성 양극을 사용하는 수직형 전기 도금조를 사용하여 금속대(metal strip)를 전기 도금하는 공정에 있어서 금속대의 모서리(edge)에 집중되는 도금전류에 의해 일어나는 모서리 과도금을 효과적으로 억제시킴으로서 고가의 도금 금속 소모량을 줄이고 모서리 과도금에 의한 공정상의 문제발생을 방지할 수 있는 장치에 관한 것으로, 아연 및 아연합금, 주석, 니켈, 크롬 및 크롬수산화물 등의 전기 도금 장치에 사용될 수 있는 수직형 전기 도금조의 모서리 과도금 방지 장치에 관한 것이다.The present invention effectively suppresses edge overplating caused by plating current concentrated at the edge of a metal strip in a process of electroplating a metal strip using a vertical electroplating bath using a soluble anode. It is a device that can reduce the consumption of expensive plating metal and prevent the process problem caused by the overplating of the edge. It is a vertical type that can be used in electroplating devices such as zinc and zinc alloy, tin, nickel, chromium and chromium hydroxide. An electroplating bath relates to a corner over-plating prevention device.

가용성 양극을 사용하는 수직형 전기도금조는 구성이 비교적 간단하고 좁은 공간에도 설치가 가능하다는 이점이 있어 금속대에 주석, 아연 및 아연합금, 니켈, 크롬 및 크롬수산화물 등을 전기 도금하는 공정에 널리 사용되고 있다. 이러한 수직형 전기 도금조를 사용한 전기 도금 공정에 있어서 금속대의 모서리와 이에 인접한 양극 사이에는 금속대의 중앙부보다 높은 전류밀도가 형성되며, 이에 비례하여 전착되는 도금 금속의 양도 많아지게 된다. 이를 모서리 과도금(edge overcoating)이라고 하는데, 과도금에 의해 고가의 도금 금속 소모량이 불필요하게 증가할 뿐만 아니라 도금 금속대를 코일로 감는 공정에서는 코일 중앙부의 찌그러짐을 일으키게 되고, 도금 금속대의 최종 사용시에는 도금량의 편차에 따른 가공 및 용접 조건의 불안정등 많은 문제를 일으키게 된다.Vertical electroplating baths using soluble anodes are relatively simple in construction and can be installed in tight spaces, making them widely used in the process of electroplating tin, zinc and zinc alloys, nickel, chromium and chromium hydroxides on metal strips. have. In the electroplating process using the vertical electroplating bath, a current density higher than the center of the metal band is formed between the edge of the metal stand and the anode adjacent thereto, thereby increasing the amount of plated metal that is electrodeposited. This is called edge overcoating, which increases the consumption of expensive plated metal unnecessarily, and causes crushing at the center of the coil in the process of winding the plated metal strip into coils. It causes many problems such as instability of machining and welding conditions due to variation in plating amount.

이러한 문제점을 방지하기 위한 방법의 일환으로 가용성 양극을 금속대의 판폭보다 20-50mm 좁게 배열하여 도금을 행하는 방법이 어느 정도 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나, 금속대의 작업시 판폭이 자주 변화하기 때문에 이에 대응하여 작업자가 일일히 양극의 폭을 조정하여야 하는 번거로움이 있다.As part of a method for preventing such a problem, a method of plating the soluble anode 20-20 mm narrower than the width of the metal strip is known to be effective to some extent. However, since the width of the plate frequently changes during the operation of the metal stand, there is a hassle that the operator must adjust the width of the anode daily.

가용성 양극의 폭을 조절하는 대신에 절연물질로 금속대의 양모서리구역을일정폭만큼 가리우는 모서리 가리개(edge mask)를 사용하는 방법도 알려져 있다. 이러한 모서리 가리개를 사용하는 경우 금속대와 가리개의 겹침거리가 크면 모서리부 미도금이 문제되며, 겹침거리가 작으면 모서리부 과도금이 나타나기 때문에 겹침거리를 항상 일정하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 이러한 장치는 양극의 교체 필요성이 없는 불용성 양극을 사용하는 경우에는 자동화 기구의 구성이 비교적 용이하기 때문에 실용화되어 있지만, 양극 교체에 따른 동선의 간섭이 문제로 되는 가용성 양극을 사용하는 도금조에서는 수동 조작하는 방법만이 일부 시험적으로 사용되고 있다.Instead of adjusting the width of the soluble anode, it is also known to use an edge mask that covers a certain width of the edge of the metal strip with an insulating material. In the case of using such a corner shade, the overlapping distance between the metal bar and the shade is large, and the unplating of the edge is a problem. If the overlap distance is small, it is very important to constantly control the overlap distance because the edge overplating appears. Such a device has been put to practical use because it is relatively easy to configure an automation mechanism when using insoluble anodes, which do not require replacement of anodes. However, manual operation is performed in a plating bath using soluble anodes where copper interference caused by anode replacement is a problem. Only the test method is used for some trials.

본 발명은 양극 교체에 따른 동선의 간섭 때문에 모서리 가리개의 자동화 기구 설치가 어려운 가용성 양극을 사용하는 수직형 도금조에서도 사용이 가능한 모서리 과도금 방지 장치를 제공하려는 것이다.The present invention is to provide a corner over-plating prevention device that can be used in a vertical plating bath using a soluble anode, which is difficult to install the automation mechanism of the edge cover due to the copper wire interference due to the anode replacement.

불용성 양극을 사용하는 수직형 도금조에서 사용되고 있는 기존의 모서리 가리개는 2조의 가리개를 도금조 중앙을 가로 지르는 스크류우 또는 선형 가이드에 연결하여 1 개의 서보 모터 또는 전기 엑츄에이터로 전후진시키는 구조로 되어 있다. 이러한 모서리 가리개 작동구조는 가용성 양극을 사용하는 경우 양극의 인입 및 취출 작업시의 간섭뿐만 아니라 도금조 주위의 작업자 접근을 어렵게하여 사용할 수 없다.Conventional edge screens used in vertical plating tanks using insoluble anodes are constructed by connecting two pairs of shaders to a screw or a linear guide across the center of the plating tank and forward and backward with a single servo motor or electric actuator. . Such an edge shield operation structure cannot be used due to the difficulty of operator access around the plating bath as well as the interference during the inlet and takeout operations of the anode when a soluble anode is used.

이에 따라, 지금까지 고안되어 부분적으로 사용된 바 있는 가용성 양극 수직 도금조의 모서리 가리개는 각각의 가리개에 연결된 수동 스크류를 작업자가 수동조작하여 금속대와 가리개의 겹침거리를 조작하는 방법으로 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 장치는 금속대의 주행시 나타나는 쏠림현상에 대응할 수 없으며, 가용성 양극의 폭을 조정하는 기존의 작업방법에 비해 작업자의 편이성이 그다지 개선되지 못하여 널리 사용되고 있지는 않다.Accordingly, the edge shade of the soluble anodic vertical plating bath, which has been devised and partially used, has been used as a method of manipulating the overlapping distance between the metal rod and the shade by a manual operation of a manual screw connected to each shade. However, such a device cannot cope with the pulling phenomenon that occurs during the driving of a metal stand, and is not widely used because the convenience of the operator is not improved so much compared with the existing working method of adjusting the width of the soluble anode.

본 발명자들은 이러한 기존의 문제점을 해결하기 위하여 좁은 공간에서도 설치가 가능하며 양극 교체작업과의 간섭을 최소화할 수 있고, 작업자의 개입없이 자동적으로 금속대와 가리개의 겹침거리를 일정하게 유지할 수 있게 함으로써 가용성 양극을 사용하는 수직형 도금조에서도 효과있게 적용가능한 모서리 과도금 방지 장치를 연구하게 된 것이다.The present inventors can be installed in a narrow space in order to solve this existing problem, and can minimize the interference with the anode replacement operation, by automatically maintaining the overlap distance between the metal stand and the shade without operator intervention We have studied edge anti-plating devices that can be effectively applied to vertical plating baths using soluble anodes.

도 1은 본 발명이 적용된 장치의 전체 구성개요를 보여주는 도식적인 평면도,1 is a schematic plan view showing the overall configuration of the apparatus to which the present invention is applied;

도 2는 본 발명에 따른 장치의 요부 발췌 정면도,2 is a front view of main parts excerpts of the device according to the present invention;

도 3,도 4는 종래의 장치 및 본 발명의 장치를 사용한 조업결과 비교 그래프,3 and 4 is a graph comparing the operation results using the conventional apparatus and the apparatus of the present invention,

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 도금조 2 : 통전롤 3 : 양극DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plating tank 2 Power supply roll 3 Anode

4 : 금속대 5 : 모서리 감지기 6 : 모서리 가리개4: metal stand 5: corner detector 6: corner shield

7 : 선형운동기구 8 : 모터 9 : 제어기7 linear motion mechanism 8 motor 9 controller

10 : 선형이동가이드 11 : 스크류우봉 12 : 이동자10: linear movement guide 11: screw rod 12: mover

13 : 브래킷13: bracket

상기의 배경에서 연구 완성된 본 발명은 모서리 가리개의 적소에 도금대상 금속대의 모서리를 감지할 수 있는 모서리 감지기를 배치하여 상기 감지기가 금속대의 모서리에 대한 모서리 가리개의 상대위치를 감지측정한 신호에 상응하여 모서리 가리개에 연결된 선형운동기구와 가역식 모터로 구성된 이송장치로 상기 모서리 가리개를 금속대 모서리부에 대해 전후진시킴으로써 금속대와 모서리 가리개간의 겹침정정도를 항시 일정하게 유지시킬 수 있도록 구성된 장치를 제공한다.The present invention, which has been studied in the above background, has a corner detector capable of detecting the edge of the metal target to be plated in place of the corner shade so that the detector corresponds to a signal of detecting the relative position of the edge shade relative to the edge of the metal stage. A device composed of a linear motion mechanism connected to an edge shader and a reversible motor is used to move the edge shade back and forth with respect to the edge portion of the metal strip to maintain the overlapping accuracy between the metal strip and the edge shade at all times. to provide.

이하에서, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 수직형 전기 도금조(1), 통전롤(2), 양극(3)을 포함하여 구성되고, 상기 도금조(1)내에 금속대(4)를 수직방향으로 인입시켜 도금을 행하도록된 수직형 전기 도금 설비에 본 발명의 장치를 설치적용한 상태를 도시한 도식적인 평면도이다. 여기에 도시된 바와 같이 본 발명의 장치는 도금대상 금속대(4)의 모서리를 가리우기 위한 모서리 가리개(6)와, 상기 금속대(4)의 모서리를 감지하도록 상기 모서리 가리개(6)의 적소에 설치된 모서리 감지기(5)와, 이 감지기(5)로부터의 신호에 상응하여 상기 모서리 가리개(6)를 금속대(4)에 대하여 전후진시키는 선형운동기구(7)와, 상기 선형운동기구(7)를 구동하는 정역구동식 모터(8)와, 상기 선형운동기구(7)를 상기 모서리 감지기(5)로부터의 신호를 받아 모서리 가리개(6)의 이동을 제어하는제어기(9)를 포함하는 구성으로 되어 있다.1 includes a vertical electroplating bath 1, an energizing roll 2, and an anode 3, and the metal bar 4 is inserted in the plating bath 1 in the vertical direction to perform plating. It is a schematic plan view which shows the state which installed the apparatus of this invention in the vertical type electroplating installation. As shown here, the device of the present invention has an edge shade 6 for covering the edge of the metal strip 4 to be plated, and an appropriate position of the edge shade 6 to detect the edge of the metal strip 4. An edge detector 5 mounted on the edge detector 5, a linear movement mechanism 7 for forwarding the edge shade 6 back and forth with respect to the metal stand 4 in response to a signal from the detector 5, and the linear movement mechanism ( 7 and a controller 9 for controlling the movement of the edge shield 6 in response to the linear motion mechanism 7 receiving the signal from the edge detector 5. It is composed.

도 2는 상기 본 발명에 따른 장치의 요부의 상세 구성을 보인 도식적인 정면도인데, 도금대상 금속대(4)의 모서리를 일정한 폭만큼 가리우기 위한 비전도성 수지로 된 모서리 가리개(6)의 적소에 상기 금속대(4)의 모서리와 모서리 가리개(6)간의 거리를 감지하고 그에 상응하는 신호를 발하는 모서리 감지기(5)가 설치되고, 상기 모서리 가리개(6)는 선형이동가이드(10)와 스크류우봉(11) 및 이 스크류우봉(11)에 나사결합된 이동자(12)를 포함하는 선형이동기구(7)에 브래킷(13)을 통해 연결설치되며, 상기 선형이동기구(7)의 스크류우봉(11)은 제어기(9)로부터 신호를 받는 모터(8)에 의해 정역 회전구동되도록 설치된다. 여기에서 부호 14는 상기 스크류우봉(11)의 회전량을 감지하여 제어기(9)로 모서리 가리개(6)의 이동위치 정보를 전달하는 엔코더, 15는 지지대를 각각 나타낸다. 상기 모서리 감지기(5)는 광섬유 센서, 또는 분리형 와전류식 근접센서와 같은 것으로 이루어질 수 있다.Figure 2 is a schematic front view showing the detailed configuration of the main portion of the device according to the present invention, in the place of the edge shade 6 of non-conductive resin for covering the edge of the metal base 4 to be plated by a certain width; An edge detector 5 for detecting a distance between the edge of the metal stand 4 and the edge shade 6 and emitting a signal corresponding thereto is installed, and the edge shade 6 is a linear movement guide 10 and a screw rod. (11) and connected to the linear moving mechanism (7) comprising a mover (12) screwed to the screw rod (11) via a bracket (13), the screw rod (11) of the linear movement mechanism (7) ) Is installed to forward and reverse rotation by the motor (8) receiving a signal from the controller (9). Here, reference numeral 14 denotes an encoder for detecting the rotational amount of the screw rod 11 and transmitting the movement position information of the edge shade 6 to the controller 9, and 15 denotes the support. The edge detector 5 may be made of an optical fiber sensor or a separate eddy current proximity sensor.

[실시예]EXAMPLE

가용성 주석 양극을 사용하는 수직형 도금조에서 강대에 주석을 도금하는 공정을 수행함에 있어서 기존의 방법과 본 발명의 장치를 통해 각각 도금조업을 실시하였다. 주석 도금된 강판은 형광 X-선 분석에 의해 모서리로 1mm 간격으로 주석 도금량을 조사하여 모서리 과도금의 정도를 분석하였다.In carrying out the process of plating tin on a steel strip in a vertical plating bath using a soluble tin anode, plating operations were carried out through the existing method and the apparatus of the present invention, respectively. The tin-plated steel sheet was analyzed by the fluorescent X-ray analysis to investigate the degree of edge overplating by irradiating tin plating amount at 1 mm intervals.

도3, 도4는 기존의 방법과 본발명의 장치를 사용하여 조업한 결과를 비교하여 도시한 것이다. 먼저, 가용성 양극을 강대의 폭보다 각각의 모서리로부터 30mm 좁게 설정하여 조업한 경우인 도 3의 결과로부터 도금량에 관계없이 대략 모서리로부터 10-15mm 지점까지 과도금이 일어나는 것을 알 수 있다. 이에 비하여 도 4의 결과로부터는 본 발명의 장치를 사용할 경우 모서리 과도금이 모서리로부터 5mm이내에만 일어나며, 과도금의 정도도 종래에 비하여 크게 감소하는 것을 확인할 수 있다.3 and 4 show a comparison of the results of the operation using the conventional method and the device of the present invention. First, it can be seen from the result of FIG. 3 that the case where the soluble anode was set to be 30 mm narrower from each corner than the width of the steel strip, the overplating occurred from about 10-15 mm from the corner regardless of the plating amount. On the other hand, from the results of FIG. 4, when using the apparatus of the present invention, it can be seen that the corner overplating occurs only within 5 mm from the corner, and the degree of overplating is greatly reduced as compared with the conventional art.

다음 표 1은 기존의 방법과 본 발명의 장치를 사용하여 편면당 2.8 mg/m²의 주석을 전기 도금 조업한 결과를 비교정리한 것이다.The following Table 1 compares and summarizes the results of the electroplating operation of 2.8 mg / m ² tin per side using existing methods and apparatus of the present invention.

표 1Table 1

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 장치를 사용하면 금속대의 모서리 과도금을 크게 감소시킴으로써 고가의 도금 금속 사용량을 절감할 수 있어 제품 생산비용을 줄일 수 있으며, 생산공정에서는 금속대를 코일로 감는 공정에서 문제가 되는 코일 중앙부의 찌그러짐을 막을 수 있는 효과가 얻어진다. 또한, 본 발명의 장치를 사용하여 생산한 제품은 금속대의 모서리 도금량과 중앙부 도금량의 편차가 작아 프레스 등의 성형공정에서 클리어런스(clearance)변화로 인한 가공불량을 막을 수 있고, 금속대의 겹침 용접시와 같은 경우에도 도금량 편차에 따른 용접불량을 방지하여 우수한 제품을 생산할 수 있다.Therefore, by using the apparatus of the present invention as described above, the use of expensive plating metal can be reduced by greatly reducing the corner overplating of the metal band, thereby reducing the product production cost, and in the production process, winding the metal band with a coil The effect of preventing the crushing of the central portion of the coil, which is a problem, is obtained. In addition, the product produced by using the device of the present invention can prevent the processing defects caused by the change of the clearance in the molding process such as the press because the deviation of the plating amount of the edge and the center portion of the metal band is small, In the same case, it is possible to produce an excellent product by preventing welding defects due to variation in plating amount.

Claims

As the insulating material for covering the edges of the metal stand 4 when the electroplating is performed by vertically inserting the metal subject 4 to be plated into the vertical electroplating bath 1 using the soluble anode 3. In an electroplating installation having rounded corner shades 6,

An edge detector 5 composed of an optical fiber sensor or a detachable eddy current proximity sensor installed in place of the edge shield 6 so as to detect an edge of the metal stand 4,

A linear motion mechanism (7) having a screw rod (11) connected to the edge shade (6) to linearly move the edge shade (6) with respect to the metal stage (4);

A motor 8 connected to reversely rotate the screw rod 11 forward and backward;

And a controller (9) for controlling the operation of the motor (8) in response to a signal from the edge detector (5).