KR100838729B1

KR100838729B1 - 도금용액 항온장치

Info

Publication number: KR100838729B1
Application number: KR1020060110321A
Authority: KR
Inventors: 김영문; 강재갑; 김성호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2008-06-17
Also published as: KR20080042224A

Abstract

본 발명은 도금용액 순환탱크의 도금용액이 도금에 적합한 온도를 갖도록 가열 또는 냉각하도록 구성된 도금용액 항온장치에 관한 것으로, 상기 도금용액 순환탱크(130)에 설치된 열매체자켓(310)과, 열매체를 상기 열매체자켓(310)에 공급하고 그 열매체자켓(310)에서 배출된 열매체를 다시 공급받도록 연결된 열매체 저장탱크(340)와, 상기 열매체 저장탱크(340)의 열매체와 간접 열교환에 의해 그 열매체의 온도를 조절하도록 가스를 순환시키는 냉각 및 가열사이클과, 상기 도금용액 순환탱크(130)의 도금용액 온도를 측정하도록 설치된 도금용액 온도센서(T1)와, 상기 도금용액 온도센서(T1)의 도금용액 온도 정보에 의해 상기 열매체 저장탱크(340)의 열매체와 간접 열교환하는 가스의 온도를 제어하도록 설치된 제어기(360)를 포함하고; 상기 냉각사이클은, 가스의 압축을 위한 압축기(358)와, 상기 열매체 저장탱크(340)에 설치된 열교환기(350)와, 가스의 팽창을 위한 팽창밸브(356)와, 상기 열매체 저장탱크(340)와 분리된 영역에 설치된 외부 열교환기(354)를 포함하여, 가스가 압축기(358), 외부 열교환기(354), 팽창밸브(356) 및 열교환기(350)를 통해 다시 압축기(358)로 공급되는 순환 사이클을 이루도록 구성된다.

도금, 용액, 온도, 가스, 열매체, 압출기, 히팅코일

Description

도금용액 항온장치{Temperature maintenance apparatus of plating solution}

도1은 일반적인 도금설비의 주요 부위를 나타낸 개략 구성도;

도2는 종래의 도금용액 항온장치를 나타낸 구성도;

도3은 본 발명에 따른 도금용액 항온장치를 나타낸 구성도;

도4는 도3의 요부 상세도;

도5a 및 도5b는 본 발명의 작용을 설명하기 위한 참조도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

130 : 도금용액 순환탱크 310 : 열매체자켓

340 : 열매체 저장탱크 350 : 열교환기

354 : 외부 열교환기 356 : 팽창밸브

358 : 압축기 360 : 제어기

T1 : 도금용액 온도센서

본 발명은 도금용액 항온장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도금용액을 도금에 적합한 최적의 온도로 유지할 수 있는 도금용액 항온장치에 관한 것이다.

일반적으로 강판의 도금설비는 일정 경로를 따라 진행하는 강판의 표면에 일정 두께의 도금용액을 도포하도록 구성된다.

일례로서, 전기도금설비는 도1에 도시된 것처럼, 도금용액을 담고 있는 도금용액통(110)과, 상기 도금용액통(110)의 도금용액을 강판(S)의 표면에 코팅하도록 전달하는 코터롤(120)과, 상기 도금용액통(110)에 도금용액을 공급하도록 설치된 도금용액 순환탱크(130)를 포함한다.

또한, 상기 도금용액 순환탱크(130)에는 도금용액을 교반하기 위한 교반기(132)와, 상기 교반기(132)를 구동하기 위한 교반모터(134)가 설치된다.

그리고, 상기 도금용액 순환탱크(130)의 도금용액은 공급라인(140)을 통해 상기 도금용액통(110)에 공급되며, 상기 공급라인(140)에는 순환펌프(142)가 설치된다.

따라서, 순환펌프(142)가 가동되면 도금용액 순환탱크(130)의 도금용액이 공급라인(140)을 통해 상기 도금용액통(110)에 공급되며, 이렇게 공급된 도금용액이 코터롤(120)을 통해 강판(S)에 코팅될 수 있는 것이다.

이러한 구성의 도금설비는 도금용액의 온도 변화를 고려하지 않은 것으로, 도금용액의 온도가 계절의 변화에 따라 크게 변화함으로써 도금 품질을 크게 저하시키는 문제점을 갖는다.

따라서, 도금용액의 온도를 도금에 적합한 온도로 유지하기 위한 항온장치의 구성이 필요하며, 종래에는 도2에 도시된 도금용액 항온장치를 이용하여 도금용액 의 온도를 조절한다.

종래의 도금용액 항온장치는 온수기(210)와 냉각기(220)를 가지며, 상기 온수기(210)는 온수순환배관(212)을 통해 순환되는 온수를 이용하여 상기 도금용액 순환탱크(130)를 가열하며, 상기 냉각기(220)는 냉수순환배관(222)을 통해 순환되는 냉수를 이용하여 상기 도금용액 순환탱크(130)를 냉각할 수 있도록 구성된다.

또한, 제어기(230)를 갖추어 배관에 설치된 밸브류를 조절함으로써 도금용액 순환탱크(130)의 도금용액이 일정한 온도를 갖도록 한다.

그러나, 이러한 종래의 도금용액 항온장치는 온수기(210)와 냉각기(220)가 별도로 구비되어 항상 가동 준비 상태를 유지하여야 하기 때문에 설치 공간을 많이 필요로 하여 설비가 대형화되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 계절변화에 따른 온도변화에 무관하게 도금용액을 도금에 적합한 최적의 온도로 유지함에 의해 입도 조건의 변화와 파우더의 응집현상을 제거하여 도금품질이 우수한 강판을 생산할 수 있도록 한 도금용액 항온장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 도금용액 순환탱크의 도금용액을 도금에 적합한 온도를 갖도록 가열 또는 냉각하도록 구성된 도금용액 항온장치로서, 상기 도금용액 순환탱크에 설치된 열매체자켓과, 열매체를 상기 열매체자켓에 공급하고 그 열매체자켓에서 배출된 열매체를 다시 공급받도록 연결된 열매체 저장탱크와, 상기 열매체 저장탱크의 열매체와 간접 열교환에 의해 그 열매체의 온도를 조절하도록 가스를 순환시키는 냉각 및 가열사이클과, 상기 도금용액 순환탱크의 도금용액 온도를 측정하도록 설치된 도금용액 온도센서와, 상기 도금용액 온도센서의 도금용액 온도 정보에 의해 상기 열매체 저장탱크의 열매체와 간접 열교환하는 가스의 온도를 제어하도록 설치된 제어기를 포함하고;
상기 냉각사이클은, 가스의 압축을 위한 압축기와, 상기 열매체 저장탱크에 설치된 열교환기와, 가스의 팽창을 위한 팽창밸브와, 상기 열매체 저장탱크와 분리된 영역에 설치된 외부 열교환기를 포함하여, 가스가 압축기, 외부 열교환기, 팽창밸브 및 열교환기를 통해 다시 압축기로 공급되는 순환 사이클을 이루도록 구성된 도금용액 항온장치를 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도3은 본 발명에 따른 도금용액 항온장치를 전체적으로 나타낸 개략 구성도이다.

본 발명의 장치는 코터롤(120)에 의하여 강판(S)의 표면에 도금용액을 코팅하는 구조를 갖는 전기도금설비에 적용될 수 있다.

상기 코터롤(120)은 도금용액을 담고 있는 도금용액통(110)으로부터 도금용액을 공급받고, 상기 도금용액통(110)은 도금용액순환탱크(130)로부터 도금용액을 공급받는다. 이러한 도금용액통(110)과 도금용액순환탱크(130)는 순환펌프(142)가 갖추어진 공급라인(140)에 의해 연결됨으로써 순환펌프(142)가 가동되면 도금용액순환탱크(130)의 도금용액이 공급라인(140)을 통해 도금용액통(110)에 공급되는 구조를 갖는다.

상기 도금용액순환펌프(130)에는 도금용액을 교반하기 위한 교반기(132)와, 상기 교반기(132)를 구동하기 위한 교반모터(134)가 설치된다.

본 발명의 장치는 상기 도금용액순환펌프(130)의 외부에 설치된 열매체자켓(310)에 냉수 또는 온수 등의 열매체를 공급하기 위한 열매체 공급라인(320)과, 상기 열매체자켓(310)에 공급된 열매체를 배출시키기 위한 열매체 배출라인(330)을 가지며, 상기 열매체 공급라인(320)과 열매체 배출라인(330)에는 각각 열매체 유로를 개폐하기 위한 밸브(322)(332)가 설치된다.

그리고, 상기 열매체 공급라인(320)과 열매체 배출라인(330)은 열매체를 저장하는 열매체탱크(340)에 연결되며, 상기 열매체 공급라인(320)에는 열매체를 순환시키기 위한 열매체펌프(326)가 설치된다. 따라서, 열매체펌프(326)가 가동되면, 열매체탱크(340)의 열매체가 열매체 공급라인(320)을 통해 열매체자켓(310)으로 공급되고, 또한 열매체자켓(310)의 열매체는 열매체 배출라인(330)을 통해 열매체탱크(340)로 되돌려진다.

또한, 상기 열매체공급라인(320)과 열매체배출라인(330)은 바이패스밸브(325)가 구비된 바이패스라인(324)을 매개로 연결됨으로써 열매체공급라인(320)의 열매체가 바이패스라인(324)을 통해 열매체배출라인(330)으로 이동하여 열매체탱크(340)로 되돌려진다.

상기 열매체탱크(340)에는 도4에 상세하게 도시된 것처럼, 가스가 통과하면서 열매체와 간접 열교환이 이루어지게 하는 열교환기(350)가 구비되며, 이 열교환기(350)는 예컨대 배관을 지그재그 형태로 배치한 형태일 수 있다.

상기 열교환기(350)에는 제1 배관(351)과 제2 배관(352)이 연결되며, 상기 제1 배관(351)과 제2 배관(352)은 외부 열교환기(354)에 연결된다. 그리고, 상기 제1 배관(351)에는 팽창밸브(356)가 설치되고, 상기 제2 배관(352)에는 압축기(358)가 설치된다. 그리고, 상기 제1 배관(351)에는 개폐밸브(357)가 설치된다.

이러한 구성에 의하면 압축기(358)에서 토출된 가스를 외부 열교환기(354), 팽창밸브(356), 열교환기(350)를 거쳐 다시 압축기(358)로 순환시키는 냉각사이클(도5a 참조)이 구현된다.

또한, 상기 열교환기(350)에는 제3 배관(353)을 매개로 가스를 순환시키는 경로가 더 연결되며, 상기 제3 배관(353)에는 가스를 가열하기 위한 히팅코일(355)과, 가스 유로를 개폐시키기 위한 개폐밸브(359)가 설치된다.

이러한 구성에 의하면 열교환기(350)에서 배출된 가스가 히팅코일(355)을 거치면서 가열되어 다시 열교환기(350)로 공급되는 가열사이클(도5b 참조)이 구현된다.

그리고, 본 발명의 장치를 구성하는 밸브 및 펌프 등은 이하에서 설명할 센서들의 정보를 받아 제어를 수행하는 제어기(360)에 의해 구동되도록 연결된다.

상기 제어기(360)에 정보를 제공하도록 연결된 센서를 적어도 온도센서 들을 포함하며, 이 온도센서 들은, 도금용액 순환탱크(130)의 도금용액 온도를 측정하여 그 정보를 제어기(360)에 제공하기 위한 도금용액 온도센서(T1)와, 열매체자켓(310)의 열매체 온도를 측정하여 그 정보를 제어기(360)에 제공하기 위한 열매체 온도센서(T2)를 포함한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 장치는 도금용액의 온도가 미리 설정된 범위에서 유지할 수 있도록 작동된다.

기본적인 작동 시스템은, 도금용액의 온도가 적정 온도보다 높으면 도5a에 도시된 것처럼, 압축기(358)에서 토출된 가스를 외부 열교환기(354), 팽창밸브(356), 열교환기(350)를 거쳐 다시 압축기(358)로 순환시키는 사이클(이하 '도금용액 냉각사이클'이라 한다)에 의해 도금용액의 온도를 낮추며, 도금용액의 온도가 적정 온도보다 낮으면 도5b에 도시된 것처럼, 열교환기(350)에서 배출된 가스를 히팅코일(355)에서 가열한 후 다시 열교환기(350)로 공급하는 순환 사이클(이하 '도금용액 가열사이클'이라 한다)에 의해 도금용액의 온도를 높이는 것이다.

상기 도금용액 냉각사이클과 도금용액 가열사이클은 도금용액 온도센서(T1)와 열매체 온도센서(T2)의 온도에 의해 선택되며, 상기 제어기(360)는 도금용액 순환탱크(130)의 도금용액 온도가 상한값과 하한값을 갖도록 미리 설정된 온도 범위에 있으면 도금용액 냉각사이클과 도금용액 가열사이클의 작동이 불필요하다고 판단하고 압축기(358) 및 히팅코일(355)의 작동을 중단시킨다.

반면, 도금용액 순환탱크(130)의 도금용액 온도가 설정된 상한값보다 더 높으면, 압축기(358)를 가동하여 도5a에 도시된 냉각사이클을 가동시킨다. 이때, 제1 배관(351)의 개폐밸브(357)는 개방되며, 제3 배관(353)의 개폐밸브(359)는 폐쇄된다.

즉, 압축기(358)에서 토출된 고온고압의 가스는 외부 열교환기(354)에서 열을 방출시킨 후 팽창밸브(356)에서 저온저압으로 팽창된다. 그리고, 열교환기(350)를 통과하면서 증발하며, 이러한 가스의 증발에 의해 열매체 저장탱크(340)의 열매체가 냉각된다. 따라서, 가스에 의해 냉각된 열매체가 열매체자켓(310)으로 유입되 어 도금용액 순환탱크(130)의 도금용액을 냉각시킬 수 있는 것이다. 물론, 상기 열교환기(350)에서 배출된 가스는 다시 압축기(358)로 공급된다.

다음, 도금용액 순환탱크(130)의 도금용액 온도가 설정된 하한값보다 더 낮으면, 히팅코일(355)을 작동시켜 도5b에 도시된 가열사이클을 가동시킨다. 이때, 제1 배관(351)의 개폐밸브(357)는 폐쇄되며, 제3 배관(353)의 개폐밸브(359)는 개방된다.

즉, 열교환기(350)에서 배출된 가스가 히팅코일(355)에 가열된 후 다시 열교환기(350)로 공급됨으로써 열매체 저장탱크(340)의 열매체를 가열한다. 따라서, 가스에 의해 가열된 열매체가 열매체자켓(310)으로 유입되어 도금용액 순환탱크(130)의 도금용액을 가열할 수 있는 것이다.

이와 같이, 도금용액의 온도에 따라 도금용액 냉각사이클 또는 도금용액 가열사이클을 가동하여 도금용액의 온도가 미리 설정된 범위에 유지할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 도금용액 항온장치에 따르면, 도금용액의 온도를 미리 설정된 범위에서 유지할 수 있게 하여, 온도변화에 의한 도금용액의 입도변화를 최적화시켜 표면이 미려하고 도금품질이 우수한 도금강판의 생산이 가능하다.

Claims

도금용액 순환탱크의 도금용액을 도금에 적합한 온도를 갖도록 가열 또는 냉각하도록 구성된 도금용액 항온장치로서,

상기 도금용액 순환탱크(130)에 설치된 열매체자켓(310)과, 열매체를 상기 열매체자켓(310)에 공급하고 그 열매체자켓(310)에서 배출된 열매체를 다시 공급받도록 연결된 열매체 저장탱크(340)와, 상기 열매체 저장탱크(340)의 열매체와 간접 열교환에 의해 그 열매체의 온도를 조절하도록 가스를 순환시키는 냉각 및 가열사이클과, 상기 도금용액 순환탱크(130)의 도금용액 온도를 측정하도록 설치된 도금용액 온도센서(T1)와, 상기 도금용액 온도센서(T1)의 도금용액 온도 정보에 의해 상기 열매체 저장탱크(340)의 열매체와 간접 열교환하는 가스의 온도를 제어하도록 설치된 제어기(360)를 포함하고;

상기 냉각사이클은, 가스의 압축을 위한 압축기(358)와, 상기 열매체 저장탱크(340)에 설치된 열교환기(350)와, 가스의 팽창을 위한 팽창밸브(356)와, 상기 열매체 저장탱크(340)와 분리된 영역에 설치된 외부 열교환기(354)를 포함하여, 가스가 압축기(358), 외부 열교환기(354), 팽창밸브(356) 및 열교환기(350)를 통해 다시 압축기(358)로 공급되는 순환 사이클을 이루도록 구성됨을 특징으로 하는 도금용액 항온장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 가열사이클은, 상기 열매체 저장탱크(340)에 설치된 열교환기(350)에서 배출된 가스를 히팅코일(355)에서 가열하여 다시 열교환기(350)로 공급하는 순환 사이클을 이루도록 구성됨을 특징으로 하는 도금용액 항온장치.