KR100490573B1 - 스트립세정방법및세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스트립 세정방법 및 장치에 관한 것으로서, 하나는 애노드이고 다른 하나는 캐소드로 이루어진 대향한 노즐에 전압을 인가하고, 노즐들 사이로 스트립을 통과시키면서 스트립 위로 알칼리 수용액을 분무함으로써 스트립을 전해 세정하고, 스트립의 진행 방향으로 그의 하류측에서 노즐들에 인접한 위치에 배치된 브러시 롤 또는 브러시 롤들에 의해 세정수의 분무하에서 스트립을 브러싱하기 위한 스트립 세정방법 및 장치가 기술된다.

Description

스트립 세정방법 및 세정장치

본 발명은 스트립 세정방법 및 세정장치에 관한 것으로서, 특히 전해 세정 기술에 의해 금속 스트립을 세정하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

종래, 스트립 전해 세정하는 방법은 철강 산업에서 전해조에 담긴 알칼리 수용액 중에 대향된 양극판과 음극판 사이에 금속 스트립을 통과시킴으로써, 수행되어 왔다. 그러나, 이들 기술은 다음의 문제점을 수반하고 있다.

통상, 양극판 및 음극판 사이를 통과하는 스트립은 스트립 두께 방향으로 지그재그로 이동한다. 그 결과, 지그재그로의 이동에 기인하여 양극판이나 음극판에 스트립이 접촉하거나 충돌하는 경향이 있다. 이 접촉 또는 충돌을 피하기 위해서는, 양극판 및 음극판은 알칼리 수용액을 통과하는 스트립으로부터 비교적 멀리 이격되야만 하고, 즉 이 판 들은 충분한 간격을 확보하도록 배치되어야만 한다. 멀리 이격진 판들의 배열에 있어서, 스트립을 전해 세정하도록 판들에 큰 전류가 인가되어야만 한다. 통상적으로, 대략 4,000 암페어 내지 대략 1,000 암페어의 전류가 판들에 인가된다. 이 대전류가 인가되면, 미주 전류(stray current)에 의한 전기부식의 문제가 크게 대두된다.

대전류의 적용에 의한 미주전류에 기인한 문제점을 극복하기 위해, 인가전류를 작게 하면, 전류밀도가 작게 되어, 전해 세정 효과를 저하시키게 된다.

스트립을 전해 세정하기 위한 종래 기술에 따르면, 판들은 약 500 내지 약 700 m/min 의 구동 속도로 작동되는 스트립 세정라인의 스트립 이동 방향으로 10 내지 30개의 위치에 약 1.5 m 간격으로 배치된다.

이와 같은 전해 세정 작동 모드에 있어서, 알칼리 수용액은 전해조로부터 유출하여 이 전해조 외부에서 새로운 알칼리 수용액으로 보충 또는 재생후, 귀환될 수 있다. 이러한 경우에도, 다량의 알칼리 수용액(대략 20 ㎥ 내지 30 ㎥)이 전해조 내에 유지되어야 한다. 이것은 전해 세정 작동시 낮은 에너지 효과만 산출되며, 높은 구동 비용과 높은 유지 비용을 유발하는 대형의 전해 세정 설비가 요구되는 것을 의미한다.

종래의 전해 세정 시스템이 침지 방식(immersion type)이기 때문에, 스트립 상에 부착된 오일이 알칼리성 조(bath)내로 흘러들어가서, 알칼리성 조를 통과하는 스트립 상에 재부착되는 것을 피하기 어렵고, 그 결과 전술한 결함에 부가하여 오일제거 효율이나 세정 효율이 저하된다.

본 발명의 목적은, 상기 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 다음과 같은 이점을 가지는 전해 세정 기술에 의해 스트립을 세정하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

(1) 소전류의 인가에 따른 높은 전해 세정 효율이 성취될 수 있다.

(2) 대전류의 인가에 의한 미주전류에 기인한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다.

(3) 전해 세정 작용에 의해 높은 에너지 효율을 얻을 수 있다.

(4) 종래의 경우에 비해 현저하게 소형화된 전해 세정 설비를 확보할 수 있다.

(5) 전해 세정 작동시의 구동 비용이 종래에 비해 매우 낮게 감소될 수 있다.

(6) 전해 세정 작동시의 유지비용이 감소될 수 있다.

(7) 전해 세정 작동에 의해 스트립으로부터 유리된 오일이 스트립 상에 재부착되는 것이 방지된다.

본 발명에 따라서, 다음의 단계들을 구비하는 스트립 세정 방법이 제공된다;

(i) 하나는 양전극이고 다른 하나는 음전극으로 이루어진 대향한 노즐에 전압을 인가하고 상기 노즐들 사이로 스트립을 통과시키면서 스트립 위로 알칼리 수용액을 분무함으로써 스트립을 전해 세정하는 단계, 및

(ii) 스트립의 진행 방향으로 그의 하류측에서 노즐들에 인접한 위치에 배치된 브러시 롤 또는 브러시 롤들에 의해 세정수의 분무하에서 스트립을 브러싱하는 단계를 구비하고, 상기 스트립 단계(i) 및 단계(ii)의 절차를 적어도 한번은 거치는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 스트립을 세정하기 위한 장치가 제공되며, 이 장치는 (a) 노즐 들중 한쪽은 양전극으로, 다른 쪽은 음전극으로 구성하며, 스트립이 세정되도록 그 사이를 통과하는 스트립 상에 알칼리 수용액을 분사하기 위한 노즐들, 및

(b) 스트립의 진행 방향으로 그의 하류 측에서 노즐에 인접한 위치에 배치되고, 세척수의 분무 하에서, 스트립을 브러싱하기 위한 브러시 롤 또는 브러시 롤들

을 구비하는 적어도 하나의 세정 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 스트립 상에 알칼리 수용액을 분사하기 위한 대향된 노즐들중 한 쪽은 애노드이며, 다른 쪽은 캐소드이다. 처리되려는 스트립은 대향된 노즐들 사이를 통과하게되고, 이에 의해서 전해 세정된다.

이 경우, 이 노즐들 사이의 협소한 간격에서 지그재그로 이동하더라도, 후술하는 이유에 의해 스트립이 노즐들과 접촉하거나 충돌하지 않는다.

이 용액은 노즐과 스트립 사이의 거리에 반비례하는 압력으로 노즐로부터 강제로 송출된다. 그 결과, 노즐들에 보다 가깝게 되는 스트립은 노즐과 스트립 사이의 거리에 따라 보다 더 높은 압력을 받게 된다. 스트립이 가깝게 이동하면 할 수록 높은 압력에 의해 보다 가깝게 이동하는 것을 보다 확고하게 방지하게 된다.

본 발명에 의하면, 알칼리 수용액이 1 kg/㎠ 의 압력으로 스트립으로부터 10mm까지 이격된 노즐에 공급되면, 스트립은 전극으로서 작용하는 노즐과 접촉 또는 충돌하지 않고 노즐들 사이를 통과할 수 있다.

본 발명의 의하면, 대향된 전극들은 대전류를 인가함에 따른 미주 전류에 기인한 전식과 같은 종래의 문제점을 해결하게끔 소전류를 인가함으로써 높은 세정 효과를 성취할 수 있도록 짧은 간격으로 배치된다.

본 발명에 의하면, 단위 입력에 대한 전류 밀도의 출력(power)이 종래의 경우보다 훨씬 증대될 수 있고, 이에 의해서 스트립이 현저하게 높은 효율로 전해 세정될 수 있다.

예를 들면, 소망하는 세정 효과가 상술한 운전 속도로 작동되는 스트립-세정 라인에서 스트립-진행 방향으로 7 mm 내지 8 mm인 크기의 노즐을 사용하여 제공될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 전해조에 대량의 전해액이 담겨질 필요가 없기 때문에, 높은 에너지 효율이 전해 세정 작용에 의해 성취될 수 있다.

보다 상세히 설명하자면, 전해 세정 효과는 상기 운전 속도로 작동하는 스트립-세정 라인에서 노즐과 스트립 사이에 10mm의 거리로 배치된 상술한 크기의 노즐을 갖는 단일 세정 유닛에 의해, 7 볼트 내지 8 볼트의 전압에서 10 암페어 전류의 전력을 인가함으로써 성취될 수 있다. 이에 비해, 종래의 기술에서는 같은 운전 속도로 작동하는 스트립-세정 라인에서 20 볼트(volt)에서 4,000 암페어 내지 10,000 암페어의 전류의 전력을 필요로 한다.

본 발명에 의하면, 현저하게 작은 크기의 전해 세정 설비가 제공되고, 이 전해 세정 설비는 종래 기술보다 더 낮은 코스트로 유지될 수 있다.

스트립 상에 침적된 오일은 상술한 전해 세정 작동에 의해 단시간에 스트립으로부터 제거될 수 있다. 스트립 표면에 짜임새 없이 존재하는 오일은 노즐로부터 분사되는 알칼리 수용액에 의해 용이하게 세척될 수 있다.

브러시 세정 단계에 있어서, 스트립은 세정수의 분무에 노출되고 이와 동시에, 스트립의 진행 방향에서 그의 하류 측의 전해 세정 수단 다음에 배치된 브러시 롤이나 브러시 롤들에 의해 브러싱된다. 이 결과, 스트립 상에 잔존하는 오일이 브러시 세정 단계에서 브러시 롤이나 브러시 롤들에 의해 효과적으로 제거될 수 있다.

따라서, 전해액내에 존재하는 오일 입자는 종래의 침지-방식의 전해 세정 시스템과 달리, 스트립 상에 재부착되지 않게 됨으로서, 본 발명에서 높은 전해 세정 효율이 성취되고, 이 전해 세정 작동에 의해 에너지 효과가 증대될 수 있다.

본 발명의 실행에 있어서, 스트립이 스트립-진행 방향으로 수행되도록 전해 세정 단계과 브러시 세정 단계이 다수회 실시되면, 선행 세정 작동에 의해 세정된 스트립이 후속 세정 작동에 의해 보다 더 세정됨으로써, 세정 결과가 보다 더 양호해진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

참조 문자 A는 총괄적으로 스트립을 세정하기 위한 장치를 나타낸다. 이 장치(A)는 세정 유닛(I)을 구비한다. 이 세정 유닛(I)은 제1 섹션(Ia)과 제2 섹션(Ib)를 포함한다.

제1 섹션(Ia)은 수직적으로 대향되게 배치된 노즐(1, 2)을 포함한다. 노즐(1, 2)에 있어서, 알칼리 수용액이 각각 분사되는 노즐들에서 한쪽은 양전극이며, 다른 쪽은 음전극이다. 제1 섹션(Ia)은 세정되려는 스트립(S)에 대한 전해 세정 단계이 수행되는 단계이다.

제2 섹션(Ib)은 세정수의 분무 내에서 스트립(S)을 브러싱하기 위한 브러싱 롤(들)(3)을 포함한다. 제2 섹션(Ib)은 스트립(S)에 대한 브러시 세정 단계가 수행되는 단계이다. 제2 섹션(Ib)내의 브러싱 롤(3)은 스트립(S)의 진행 방향으로 그의 하류 측의 제1 섹션(Ia)에서 노즐들(1, 2)의 다음에 배치된다.

이 노즐(1, 2)은 알칼리 수용액을 공급하기 위해 라인(1a, 2a)에 연결된다. 노즐(1, 2)로부터 분사된 알칼리 수용액은 순환 라인(도시되지 않음)을 통과하여, 재생을 위해 라인(1a, 2a)으로 귀환한다.

제1 및 제2 섹션(Ia, Ib)을 포함하는 세정 유닛(I)은 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 바와 같이 단일로 배치 또는, 스트립(S)의 진행 방향에서 복수로 배치될 수 있다.

제2 섹션(Ib)의 브러시 롤(들)(3)은 어떠한 종래의 브러시 롤로도 될 수 있다. 세정수는 자체가 잘 알려진 방법에 의해, 브러시 롤(3)로 브러싱함과 동시에 분무된다. 따라서, 세정수를 분무하는 모드와 브러시 롤이나 브러시 롤들을 사용하여 브러싱하는 모드는 도면에 개략적으로만 표현된다. 부호(4)는 세정수를 분무하기 위한 수단의 일 예로서 세정수를 분무하기 위한 노즐을 나타낸다.

예시된 실시예에 있어서, 장치(A)는 스트립(S)의 진행 방향에서 그의 하류측의 세정 유닛(I) 다음에 배치되는 수세식(rinsing-type) 세정 유닛(II)를 가진다. 이 세정 유닛(II)은 종래식으로 될 수 있다. 세정수의 스프레이 헤더(spray header)는 5로 표기되며, 스트립(S)용 지지 롤(back-up roll)은 6으로 표기된다.

세정 유닛(I)과 그것에 인접하는 세정 유닛(II) 사이에는 링거 롤러(7)(wringer roller)가 배치되고, 링거 롤러(8)는 제1 섹션(Ia)내로 진입하는 측에 배치되며, 링거 롤러(9)는 세정 유닛(II)으로부터 나가는 측에 배치된다.

한 쪽이 애노드이고 다른 쪽은 캐소드인 노즐들(1, 2)에 전압이 인가된다. 알칼리 수용액은 노즐(1, 2)로부터 강제 송출된다.

세정되려는 스트립(S)은 대향된 노즐들(1, 2) 사이를 통과함과 더불어 노즐(1, 2)로부터 강제 송출되는 알칼리 수용액의 분출에 노출되고, 이에 의해서 스트립(S)이 전해 세정된다.

전해 세정 작동에 있어서, 스트립-세정 라인을 이동하는 스트립(S)의 운전 속도는 이동의 개시 직후 전압을 인가하는 대신에 10 m/min 또는 그 이상에 달할 때, 노즐(1, 2)에 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 만일 전압이 운전 개시 직후 인가된다면, 특성 변형과 같은 손상이 스트립 상에 가해질 수 있다. 이 손상은 아마도 노즐(1, 2)에 인가된 전류가 스트립 내로 흘러 스트립을 가열함에 기인한다. 이러한 손상으로 인한 문제점은 스트립 -세정 라인에서 이동하는 스트립(S)의 운전 속도가 10 m/min 이나 그 이상일 때 전압이 인가될 때, 미연에 방지할 수 있다.

노즐(1, 2)에 있어서, 상부에 위치된 노즐은 캐소드로, 하부에 위치된 노즐은 애노드로 하는 것이 바람직하다. 만일, 노즐(1, 2)가 전술한 표본과 다를 경우, 세정되려는 스트립은 측면부에 대하여 불충분하게 세정될 수 있다. 이러한 문제점은 상부측 노즐이 캐소드이고 하부측 노즐이 애노드인 경우 해결되곤 했다.

노즐(1, 2)은 수직적으로 대향되고, 정반대로 대향되는 것이 바람직하다. 만일 노즐(1, 2)이 정반대로 대향 배열로 제공되면, 스트립은 최상의 전해 강도로 세정될 수 있다.

세정되려는 스트립(S)은 세정 유닛(I)내로 진입하는 측에 인접한 위치에서 세정수로 젖어서, 제1 섹션(Ia)을 통과한다. 이 경우, 스트립(S)은 증대된 효과를 가지고 전해 세정된다.

도 1 및 도 2에 있어서, 영역(III)은 스트립(S)이 세정 유닛(I)내로 진입하는 측에 인접한 위치에서 세정수로 인해 적셔지는 영역이고, 스프레이(III-5)가 이 영역(III)내에 배치된다.

제1 섹션(Ia)을 통과한 스트립(S)은 스트립(S)의 진행 방향에서 그의 하류측에 노즐(1, 2)에 인접한 위치(들)의 브러시 롤이나 브러시 롤들을 사용하여, 세정수의 분무 내에서, 브러싱(brushing)에 의해 세정된다.

예시된 실시예에 있어서, 세정 유닛(I)의 말단부에서의 제2 섹션(Ib)에서 처리된 스트립(S)은 세정 유닛(II)에서 물로 세척된다.

세정 유닛(I)에서 세정된 스트립(S)상에 잔존하는 오일은 세정 유닛(II)에서 세정됨으로써 제거된다. 이 경우, 이 잔존 오일은 스트립에 너무 짜임새 없이 존재하기 때문에 세정 유닛(II)에서 효과적으로 씻어 없앨 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 소전류의 인가에 따른 높은 전해 세정 효율을 달성하고, 대전류의 인가에 의한 미주전류에 기인한 종래 기술의 문제점을 해결하며, 전해 세정 작용에 의해 높은 에너지 효율을 얻을 수 있고, 종래의 경우에 비해 현저하게 소형화된 전해 세정 설비를 확보하며, 전해 세정 작동상의 비용을 종래에 비해 매우 낮게 감소시킬 수 있다. 따라서, 전해 세정 작동시의 유지비용을 저감시킴과 동시에, 전해 세정에 의해 유리된 오일이 스트립 상에 재부착되는 것을 방지하고, 높은 전해 세정 효율이 성취되어, 이 전해 세정 작동에 의해 에너지 효과가 증대될 수 있고, 이에 의해서 보다 양호한 세정 결과를 낼 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스트립 세정 시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시한 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 스트립 세정 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 정면도,

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 스트립 세정 시스템의 노즐의 사시도,

도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 스트립 세정 시스템에 배치될 노즐을 개략적으로 도시한 단면도.

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

A : 장치

S : 스트립

I : 세정 유닛

Ia : 제1 섹션

Ib : 제2 섹션

II : 수세식 세정 유닛

1, 2 : 노즐

3 : 브러시 롤

7, 8, 9 : 링거 롤러

Claims (9)

1. 금속 스트립 세정방법에 있어서,

   (i) 하나는 양전극이고 다른 하나는 음전극으로 이루어진 대향한 노즐에 전압을 인가하고 상기 노즐들 사이로 스트립을 통과시키면서 스트립 위로 알칼리 수용액을 분무함으로써 스트립을 전해 세정하는 단계, 및

   (ii) 스트립의 진행 방향으로 그의 하류측에서 노즐들에 인접한 위치에 배치된 브러시 롤 또는 브러시 롤들에 의해 세정수의 분무하에서 스트립을 브러싱하는 단계를 구비하고, 상기 스트립 단계(i) 및 단계(ii)의 절차를 적어도 한번은 거치는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 세정방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스트립은 상기 단계(i) 및 단계(ii)의 절차를 적어도 2번은 거치는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 세정방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 세정 단계(i)가 실행되기 이전에 세정수로 스트립을 적시는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 세정방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 노즐은 수직으로 대향되고, 상부에 위치된 노즐은 캐소드이고 하부에 위치된 노즐은 애노드인 것을 특징으로 하는 금속 스트립 세정방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   이동진행 개시 직후에 전압을 인가하는 대신에, 스트립-세정 라인에서 스트립 진행의 운전 속도가 10 m/min 이상인 때, 상기 노즐들에 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 세정방법.
6. 금속 스트립 세정장치에 있어서,

   (a) 노즐 들중 한쪽은 양전극으로, 다른 쪽은 음전극으로 구성하며, 스트립이 세정되도록 그 사이를 통과하는 스트립 상에 알칼리 수용액을 분사하기 위한 노즐들, 및

   (b) 스트립의 진행 방향으로 그의 하류 측에서 노즐에 인접한 위치에 배치되고, 세척수의 분무 하에서, 스트립을 브러싱하기 위한 브러시 롤 또는 브러시 롤들

   을 구비하는 적어도 하나의 세정 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 세정장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 스트립의 진행 방향에 다수의 상기 세정 유닛이 배치된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 세정장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   스트립의 진행 방향으로 그의 상류 측에서 상기 노즐들에 인접한 위치에는 스트립을 세정수로 분무하기 위한 스프레이가 배치된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 세정장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 대향된 노즐들은 상부 및 하부 위치에 배치되고, 상부에 배치된 노즐은 캐소드이며, 하부에 배치된 노즐은 애노드로 구성된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 세정장치.