KR101051325B1 - Reflow equipment and method for tin plating process treatment of metal plate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속판재의 주석도금 공정처리용 리플로우 장비 및 방법에 관한 것으로서, 주석도금 처리용 주석도금장비와 냉각 처리용 수조와의 사이에 설치되며; 상기 주석도금장비를 통과하여 이송 처리되는 주석도금이 완료된 금속판재의 양측표면에 직면하도록 설치되며 전기코일의 배열에 의한 유도자기장 발생을 통해 금속판재를 1차 유도가열하기 위한 제1고주파유도가열기와; 상기 제1고주파유도가열기의 아래에 배치하되 이송 처리되는 주석도금이 완료된 금속판재의 양측표면에 직면하도록 설치되며 전기코일의 배열 및 상기 전기코일을 감싸는 코어의 구성에 의한 유도자기장 발생을 통해 금속판재를 2차 유도가열하기 위한 제2고주파유도가열기와; 상기 제2고주파유도가열기의 아래에 배치하되 이송 처리되는 주석도금이 완료된 금속판재의 양측표면에 직면하도록 설치되며 금속판재의 양측표면에 에어를 공급하기 위한 에어쿨러를 포함하는 리플로우 장비 및 이를 이용한 리플로우 방법에 대한 기술구성이 개시된다.The present invention relates to a reflow equipment and method for tin plating process treatment of a metal plate, and is installed between a tin plating process for tin plating and a water treatment tank; The first high frequency induction heater is installed so as to face both sides of the tin plate of the plated metal plate, which is transferred through the tin plating equipment, to generate the induction magnetic field by the arrangement of the electric coils. Wow; The metal is disposed under the first high frequency induction heater and installed to face both surfaces of the tin plated metal plate, which is transferred, and generates an induction magnetic field by the arrangement of the electric coils and the configuration of the core surrounding the electric coils. A second high frequency induction heater for secondary induction heating of the sheet; A reflow apparatus disposed below the second high frequency induction heater and installed so as to face both surfaces of the plated tin plate to be transported, and including an air cooler for supplying air to both surfaces of the plate. A technical configuration of the used reflow method is disclosed.
금속판재, 주석도금, 리플로우(reflow), 유도가열, 전기코일, 코어, 에어쿨링, 품질개선, 작업환경개선 Metal plate, tin plating, reflow, induction heating, electric coil, core, air cooling, quality improvement, work environment improvement
Description
본 발명은 금속판재의 주석도금 공정처리를 위한 리플로우 장비 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유도가열방식을 이용하며, 금속판재에 주석도금을 행함에 있어 광택 향상 등 품질을 개선할 수 있도록 하고 주석도금시 금속판재의 자재손실을 최소화할 수 있도록 한 금속판재의 주석도금 공정처리용 리플로우 장비 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reflow equipment and method for tin plating process treatment of a metal plate, more specifically using an induction heating method, to improve the quality, such as improved gloss in performing tin plating on the metal plate The present invention relates to a reflow apparatus and method for tin plating process treatment of a metal plate material to minimize material loss of the metal plate material during tin plating.
일반적으로 구리, 철 등의 금속판재에는 표면에 주석도금을 한 후 광택을 형성시키는 등 표면처리를 행하게 된다.In general, a metal plate such as copper, iron, or the like is subjected to surface treatment such as tin plating on the surface to form gloss.
이렇게 금속판재에 주석을 도금하기 위한 종래 금속판재의 주석도금시스템을 개략적으로 살펴보면, 금속판재를 공급 및 리와인딩(rewinding)하기 위한 언와인딩기 및 리와인딩기가 설치되고 이 언와인딩기와 리와인딩기의 사이에 주석도금라인과 열처리라인이 설치된다.As described above, a tin plating system of a conventional metal sheet for plating tin on a metal sheet, an unwinding machine and a rewinding machine for supplying and rewinding a metal sheet are installed, and the unwinding and rewinding machine Tin plating line and heat treatment line are installed between them.
이때, 상기 주석도금라인은 금속판재의 표면에 주석을 도금하기 위한 공정단계이고, 상기 열처리라인은 열원을 이용하여 금속판재의 표면에 도금 코팅된 주석을 가열처리함으로써 강도 보강 및 광택처리 등 금속판재의 품질을 향상시키기 위한 공정단계이다.At this time, the tin plating line is a process step for plating tin on the surface of the metal plate material, the heat treatment line is a metal plate material such as strength reinforcement and polished by heat-treating the tin coated on the surface of the metal plate material using a heat source It is a process step to improve quality.
여기서, 상기 열처리라인은 금속판재의 표면으로 코팅 도금된 주석에 열을 가열하고 냉각시키는 공정을 수행하기 위한 장비로, 종래에는 가열처리를 위한 가열로와 냉각 처리를 위한 냉각수가 담긴 수조가 설치되며 이송롤러에 의해 주석이 도금된 금속판재가 이송되면서 상기 가열로 및 수조를 통과하여 가열 및 냉각 처리되도록 구성된다.Here, the heat treatment line is a device for performing a process of heating and cooling heat in tin coated and coated on the surface of the metal plate, conventionally, a heating furnace for heat treatment and a water tank containing cooling water for cooling treatment are installed. The tin plated metal sheet is transferred by a feed roller to be heated and cooled through the heating furnace and the water bath.
하지만, 종래 금속판재의 주석도금시스템에 있어 열처리설비인 가열로는 전기저항의 변화를 이용한 전기방식 또는 가스를 투입하여 열 가열하는 방식 등 접촉식 가열방식을 적용하고 있는데, 상기한 접촉식 가열방식이 적용되는 종래에는 가열로 내 온도 포지션의 세밀한 조정을 행할 수 없는 등 온도조절이 용이하지 못한 문제점이 있었다.However, in the conventional tin plating system of the metal plate material, the heating furnace, which is a heat treatment facility, uses a contact heating method such as an electric method using a change in electrical resistance or a method of heating by injecting gas. In the conventional application of this, there is a problem that temperature control is not easy, such as a fine adjustment of the temperature position in the furnace cannot be performed.
이로 인하여, 가열로 내의 순간적인 온도 상승/하강 등 급작스럽게 작업조건을 변경하여야 하는 경우 이를 제대로 수행할 수가 없었고, 온도 조절을 위해서 작업을 중단하거나 또는 별도의 온도조절장치를 추가로 설치하여야 하는 문제점이 있었다.For this reason, if it is necessary to suddenly change the working conditions such as the instantaneous temperature rise / fall in the furnace, this could not be done properly, and the work must be stopped or an additional temperature controller must be installed for temperature control. There was this.
또한, 이러한 온도 조절의 어려움으로 금속판재의 표면에 도금된 주석이 완전 용융되어 변형되므로 주석도금의 품질이 저하되는 문제점 및, 금속판재를 폐기 하여야 하는 등 자재의 손실이 커지는 문제점이 있었다.In addition, since the tin plated on the surface of the metal plate material is completely melted and deformed due to the difficulty in controlling the temperature, there is a problem in that the quality of tin plating is degraded and the material loss is increased, such as the metal plate material must be discarded.
나아가, 가열된 금속판재를 냉각수가 담긴 수조에 통과시켜 급냉 처리하므로 금속판재의 표면에 냉각수와의 접촉에 의한 물결자국무늬가 표출되는 문제점과 금속판재에 코팅 도금된 주석도금이 가열되어 용융된 조직틈새로 물분자가 침투되어 물방울무늬가 표면에 표출되는 문제점 및, 금속판재의 이송처리를 위한 이송롤러의 롤러자국이 금속판재의 주석도금 표면에 묻어나는 문제점 등 다수의 품질저하에 대한 문제점이 노출되고 있어 주석도금에 따른 개선이 절실히 요구되고 있다.Furthermore, since the heated metal sheet is quenched by passing it through a water bath containing cooling water, there is a problem in that a ripple pattern is displayed on the surface of the metal sheet by contact with the cooling water, and the tin plating coated on the metal sheet is heated and molten. Water quality penetrates into the gap, causing polka dots to appear on the surface, and roller traces of the transfer roller for the transfer processing of the metal plate are buried on the tin plated surface of the metal plate. As a result, improvements in tin plating are urgently required.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 유도가열방식을 이용하여 주석도금된 금속판재의 표면을 가열할 수 있도록 함으로써 온도 포지션의 세밀한 조정이나 순간적인 온도 상승/하강 등 온도조절을 용이하게 수행할 수 있도록 하며, 작업조건의 변경을 용이하게 행함은 물론 기존 급냉처리에 의해 발생되는 물결자국무늬나 물방울무늬 및 롤러자국의 표출 등 다수의 품질저하에 대한 문제점을 개선할 수 있도록 한 금속판재의 주석도금 공정처리용 리플로우 장비 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, by heating the surface of the tin plated metal plate using an induction heating method to fine-tune the temperature position or to adjust the temperature, such as instantaneous temperature rise / fall Easy to change the working conditions, as well as to improve the problems of quality deterioration, such as the appearance of wave marks, polka dots and roller marks caused by the existing quenching process It is an object of the present invention to provide a reflow apparatus and method for tin plating process treatment of a metal sheet.
본 발명은 금속판재에 주석도금을 행함에 있어 리플로우 처리의 효율을 높여 광택 향상 등 품질을 개선할 수 있도록 하고 주석도금시 금속판재의 자재손실을 최소화할 수 있도록 한 금속판재의 주석도금 공정처리용 리플로우 장비 및 방법을 제 공하는데 있다.In the present invention, the tin plating process of the metal plate material to improve the quality of the reflow process to improve the quality, such as gloss improvement and to minimize the material loss of the metal plate material during tin plating in performing tin plating on the metal plate material To provide reflow equipment and methods.
본 발명은 주석도금용 주석도금장비와 냉각 처리용 수조와의 사이에 설치되며, 이송 처리되는 주석도금이 완료된 금속판재를 가열하는 리플로우공정을 수행하기 위한 금속판재의 주석도금 공정처리용 리플로우 장비에 있어서;The present invention is installed between the tin plating equipment for tin plating and the cooling treatment tank, reflow for tin plating process treatment of the metal plate for performing a reflow process for heating the tin plate completed metal plate to be processed transfer In equipment;
상기 주석도금장비를 통과하여 이송 처리되는 주석도금이 완료된 금속판재의 양측표면에 직면하도록 설치되며 전기코일의 배열에 의한 유도자기장 발생을 통해 금속판재를 1차 유도가열하기 위한 제1고주파유도가열기와; 상기 제1고주파유도가열기의 아래에 배치하되 이송 처리되는 주석도금이 완료된 금속판재의 양측표면에 직면하도록 설치되며 전기코일의 배열 및 상기 전기코일을 감싸는 코어의 구성에 의한 유도자기장 발생을 통해 금속판재를 2차 유도가열하기 위한 제2고주파유도가열기와; 상기 제2고주파유도가열기의 아래에 배치하되 이송 처리되는 주석도금이 완료된 금속판재의 양측표면에 직면하도록 설치되며 금속판재의 양측표면에 에어를 공급하기 위한 에어쿨러를 포함하는 것을 특징으로 한다.The first high frequency induction heater is installed so as to face both sides of the tin plate of the plated metal plate, which is transferred through the tin plating equipment, to generate the induction magnetic field by the arrangement of the electric coils. Wow; The metal is disposed under the first high frequency induction heater and installed to face both surfaces of the tin plated metal plate, which is transferred, and generates an induction magnetic field by the arrangement of the electric coils and the configuration of the core surrounding the electric coils. A second high frequency induction heater for secondary induction heating of the sheet; It is disposed below the second high frequency induction heater and installed so as to face both sides of the tin plate is completed, the transfer plate is characterized in that it comprises an air cooler for supplying air to both sides of the metal plate.
또한, 본 발명은 코일방식이나 코어방식을 갖는 고주파유도가열기를 상하 배치하고 상기 고주파유도가열기에 주석도금층이 형성된 금속판재를 관통 경유토록 하여 유도가열을 행하되 금속판재의 주석도금층에 2차 또는 3차의 순차적인 유도가열을 실시하는 고주파유도가열단계와; 상기 유도가열단계를 거친 유도가열상태의 주석도금층을 갖는 금속판재를 에어쿨러에 관통 경유토록 하여 에어공급을 통해 주석도금층을 에어냉각 처리하는 에어냉각단계를 포함하는 금속판재의 주석도금 공정처리용 리플로우 방법을 특징으로 한다.In addition, the present invention is arranged up and down the high frequency induction heater having a coil method or a core method and through the metal plate member having a tin plated layer formed on the high frequency induction heater to conduct induction heating, but the secondary plating is applied to the tin plating layer of the metal plate member. A high frequency induction heating step of performing sequential induction heating in a third order; A ripple for tin plating process treatment of a metal plate including an air cooling step of air cooling the tin plated layer through an air supply by passing the metal plate having the tin plated layer in the induction heating state through the induction heating step through the air cooler. It features a low way.
본 발명은 유도가열방식을 이용하여 도금처리된 금속판재의 주석도금층을 가열하므로 온도 포지션의 세밀한 조정이나 순간적인 온도 상승/하강 등 온도조절을 용이하게 수행할 수 있고 이에 따라 작업환경을 개선할 수 있으며, 유도가열상태의 금속판재를 냉각수와의 접촉을 통한 급냉 처리단계 전에 에어공급을 통해서 미리 에어냉각시킴에 의해 주석도금에 의한 금속판재의 표면광택을 좋게 함은 물론 기존 주석도금의 리플로우 처리단계에서 금속판재의 주석도금층에 많이 표출되던 물결자국무늬나 물방울무늬 및 롤러자국 등을 없앨 수 있어 금속판재의 주석도금에 따른 품질저하의 문제점을 개선할 수 있다.The present invention heats the tin plated layer of the plated metal plate by using an induction heating method, so that it is possible to easily perform temperature control such as fine adjustment of the temperature position or instantaneous temperature rise / fall, thereby improving the working environment. In addition, by cooling the metal sheet in an induction heating state through the air supply in advance before the quenching step through contact with the cooling water, the surface gloss of the metal sheet is improved by tin plating as well as the reflow treatment of the existing tin plating. In this step, it is possible to eliminate the wave marks, polka dots and roller marks, which are frequently expressed in the tin plating layer of the metal sheet, thereby improving the quality deterioration caused by the tin plating of the metal sheet.
본 발명은 주석도금에 따른 리플로우 처리효율을 높일 수 있고 주석도금된 금속판재의 상하면에 고른 품질을 유지할 수 있으며, 품질향상에 의해 주석도금시 금속판재의 자재손실을 최소화할 수 있다.The present invention can increase the reflow treatment efficiency according to the tin plating, can maintain a uniform quality on the upper and lower surfaces of the tin plated metal plate material, it is possible to minimize the material loss of the metal plate material during tin plating by quality improvement.
본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3에서와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 금속판재의 주석도금 공정처리용 리플로우 장비(100)는 주석도금을 위한 금속판재(MP)의 공급과 리와인 딩(rewinding) 및 이송 처리를 위해 언와인딩기(10)와 리와인딩기(20) 및 다수의 이송롤러(30)가 설치되고 상기 언와인딩기(10)와 리와인딩기(20)의 사이에 주석도금장비(40) 및 냉각수가 담긴 수조(50)가 설치되는 금속판재의 주석도금설비에 있어서, 상기 주석도금장비(40)와 수조(50)의 사이에 설치하되 주석도금장비(40)를 통과하는 주석도금이 완료된 금속판재(MP)에 고주파유도가열에 의한 비접촉식 가열을 통해 리플로우공정을 수행하도록 구성된다.1 to 3, the
구체적으로, 상기 주석도금장비(40)와 수조(50)의 사이에 설치되는데, 상기 주석도금장비(40)를 통과하여 이송 처리되는 주석도금이 완료된 금속판재(MP)의 양측표면에 직면하도록 위치되며 전기코일(111)의 배열에 의한 유도자기장 발생을 통해 이송되는 금속판재(MP)를 1차 유도가열할 수 있도록 제1고주파유도가열기(110)가 설치된다.Specifically, it is installed between the
이때, 코일방식이 적용되는 제1고주파유도가열기(110)는 정해진 속도로 이송되는 금속판재(MP)의 표면 전체를 균일하게 가열시키는 작용을 하게 된다.In this case, the first high
여기서, 상기 금속판재(MP)의 양측표면에 직면하도록 수직하게 세워 설치되는 상기 제1고주파유도가열기(110)는 지지판(112)의 내측면에 고주파전류가 인가되는 전기코일(111)을 배열시키며, 이 전기코일(111)의 사이를 주석도금이 완료된 금속판재(MP)가 관통하여 지나가도록 설치된다.Here, the first high
또한, 상기 제1고주파유도가열기(110)의 아래에 배치하되 이송 처리되는 주석도금이 완료된 금속판재(MP)의 양측표면에 직면하도록 위치되며 전기코일(121)이 감긴 코어(122)의 구성에 의한 유도자기장 발생을 통해 이송되는 금속판재(MP)를 2 차 유도가열할 수 있도록 제2고주파유도가열기(120)가 설치된다.In addition, the
이때, 코어방식이 적용되는 제2고주파유도가열기(120)는 전기코일(121)에 코어(122)를 배치함으로써 자속을 강화 및 집중 유도하게 되므로 정해진 속도로 이송되는 금속판재(MP)의 가열면적을 좁게 하면서 집중적으로 가열하는 작용을 하게 된다.In this case, the second high
여기서, 상기 금속판재(MP)의 양측표면에 직면하도록 수직하게 세워 설치되는 상기 제2고주파유도가열기(120)는 지지판(123)의 내측면으로 코어(122)에 고주파전류가 인가되는 전기코일(121)을 감은 것을 배치하며, 이 전기코일(121)이 감긴 코어(122)의 사이를 주석도금이 완료된 금속판재(MP)가 관통하여 지나가도록 설치된다.Here, the second high
상기 제1고주파유도가열기(110)와 제2고주파유도가열기(120)는 금속판재(MP)의 효율적인 리플로우공정 수행을 위해 온도포지션의 세밀한 조정은 물론 인가되는 교류전압의 출력을 변환시킴으로써 순간적인 온도 상승 및 하강 등 온도 조절을 용이하게 실시할 수 있도록 구성한 것으로, 이들 각각에는 금속판재의 재질이나 두께 등의 기재조건에 따라 500Hz~3000Hz의 고주파가 인가된 상태에서 10kw~150kw의 고출력이 인가되도록 구성함이 바람직하며, 상기 출력이 10kw 미만인 경우에는 금속판재의 주석도금에 용융 등 조직변화가 전혀 발생되지 않아 리플로우 처리효과가 없게 되고 상기 출력이 150kw를 초과하는 경우에는 주석도금의 용융점 이상으로 가열되므로 금속판재의 주석도금이 완전 용융되어 흘러내리거나 심지어는 주석도금층이 없어지는 문제가 발생된다.The first high frequency induction heater (110) and the second high frequency induction heater (120) by adjusting the temperature position as well as by converting the output of the applied AC voltage to perform the efficient reflow process of the metal plate (MP) It is configured to easily control the temperature such as instantaneous temperature rise and fall, and each of them has a high power of 10kw to 150kw under high frequency of 500Hz to 3000Hz depending on the material conditions such as the material and thickness of the metal plate. If the output is less than 10kw, it is preferable that the output is less than 10kw, and no change in the structure such as melting occurs in the tin plating of the metal plate, so that there is no reflow treatment effect. Because of the above heating, there is a problem that the tin plating of the metal sheet melts completely and flows down or even the tin plating layer disappears. The.
상기 제1고주파유도가열기(110)와 제2고주파유도가열기(120)에는 냉각수공급호스(130)를 연결하여 물이나 증류수 등과 같은 냉각수를 공급함으로써 가열기를 열적 및 기계적으로 보호할 수 있도록 구성함이 바람직하다.The first high
부연하면, 상기 제1고주파유도가열기(110)의 전기코일(111)과 제2고주파유도가열기(120)의 전기코일(121)에는 각각의 내부에 중공유로(111a)(121a)가 형성되어 있고 이 중공유로(111a)(121a)를 통해 냉각수공급호스(130)로부터 공급되는 냉각수가 경유하여 흐르도록 구성되게 한다.In other words, in the
상기 제1고주파유도가열기(110)와 제2고주파유도가열기(120)는 각각 금속판재(MP)의 양측표면에 직면하여 설치되는 것으로, 지지판(112)(123)과 기어결합을 이루는 핸들을 갖는 간격조정부재(140)가 연결 구비되며, 상기 간격조정부재(140)의 핸들을 회전하여 조정함으로써 전후방향으로 지지판(112)(123)을 위치 이동시킴에 의해 주석도금에 적용되는 금속판재(MP)의 두께에 따른 양측부 배치간격을 조절할 수 있도록 구성함이 바람직하며, 상기 간격조정부재(140)의 결합을 위한 다양한 설계 및 구조변경이 수행될 수 있다 할 것이다.The first high
나아가, 상기 제2고주파유도가열기(120)의 아래에 배치하되 이송 처리되는 주석도금이 완료된 금속판재(MP)의 양측표면에 직면하도록 위치되며 금속판재(MP)에 에어를 공급할 수 있도록 에어쿨러(150)가 설치된다.Furthermore, an air cooler disposed below the second high
이때, 상기 에어쿨러(150)는 송풍방식의 에어컨타입 또는 라인분사방식의 에어제트타입 등으로 구성할 수 있다.In this case, the
상기 에어쿨러(150)는 투입되는 금속판재(MP)의 재질이나 두께 또는 가열조 건과 이동속도에 따라 에어공급조건이 달라질 수 있으나 -15℃~15℃의 온도조건으로 에어를 공급할 수 있도록 형성함이 바람직하며, -15℃ 미만일 경우에는 주석도금층에 크랙이 발생되거나 파괴되는 문제점이 발생되고 15℃ 초과할 경우에는 사전 냉각을 통한 리플로우 효과를 저하시키는 문제점이 발생된다.The
여기서, 상기 에어쿨러(150)를 통하여 에어를 공급함은 고주파유도가열에 의해 가열된 금속판재(MP)로부터 표면코팅된 주석도금의 조직변화상태를 결정화시킬 뿐만 아니라 냉각작용을 유도하기 위함이며, 또한 금속판재에 사전 냉각처리를 행함에 따라 냉각수가 담긴 수조(50)를 통해 금속판재를 급냉 처리시 결로가 발생되는 것을 방지함은 물론 주석도금층에 크랙이 발생되는 것을 방지하기 위함이다.Here, supplying air through the
나아가, 도시하지는 않았으나, 상기 제2고주파유도가열기(120)와 에어쿨러(150)의 사이에 코일방식 또는 코어방식으로 구성되는 제3고주파유도가열기를 더 설치하여 주석도금된 금속판재(MP)를 3차 유도가열 처리할 수 있도록 구성함으로써 금속판재에 도금된 주석도금의 리플로우 처리효율을 더욱 좋게 유도할 수 있다 할 것이다. 이때, 제3고주파유도가열기에도 금속판재의 재질이나 두께 등 기재조건에 따라 500Hz~3000Hz의 고주파가 인가된 상태에서 10kw~150kw의 고출력이 인가되게 하며, 간격조정부재를 구비하는 것과 냉각수가 공급되게 하는 등 상술한 가열기의 조건과 동일하게 형성된다 할 것이다.In addition, although not shown, a tin plated metal plate (MP) is further installed between the second high
여기서, 리플로우 처리에 따른 경제성을 더욱 고려해본다면 2차 유도가열까지만 실시하여도 기존 품질저하의 문제점을 개선할 수 있음은 물론 주석도금에 의한 표면광택을 향상시킬 수 있다 할 것이다.Here, if the economics of the reflow process are further considered, even the second induction heating may not only improve the problem of the existing quality deterioration but also improve the surface gloss by tin plating.
한편, 본 발명에서는 상기 제1고주파유도가열기(110)와 제2고주파유도가열기(120)의 설치순서를 바꾸어 구성할 수도 있고, 상술한 제3고주파유도가열기의 추가 설치시에도 설치순서에 변형을 주어 구성할 수 있다 할 것이며, 이러한 수정 및 변형 실시는 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에 해당된다 할 것이다.On the other hand, in the present invention, the installation order of the first high
여기서, 상기한 고주파유도가열기의 설치순서에 수정 및 변형이 이루어진다 하더라도 코일방식과 코어방식의 주요기능에는 변화됨 없이 금속판재에 그대로 작용된다. 즉, 고주파유도가열기에 있어 코일방식은 금속판재(MP)의 표면 전체를 균일하게 가열시키는 작용을 하고, 코어방식은 금속판재(MP)의 가열면적을 좁게 하면서 집중적으로 가열하는 작용을 하게 된다.Here, even if the modification and the deformation is made in the installation order of the high frequency induction heater, the main function of the coil method and the core method is applied to the metal plate without being changed. That is, in the high frequency induction heater, the coil method serves to uniformly heat the entire surface of the metal plate (MP), and the core method serves to concentrate heating while narrowing the heating area of the metal plate (MP). .
상술한 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 금속판재의 주석도금 공정처리용 리플로우 장비(100)에 대한 작용 및 리플로우 공정처리를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and reflow process for the
기재인 금속판재(MP)가 언와인딩기(10)에서 리와인딩기(20)로 이송 처리되고, 이송 처리되는 과정에 금속판재가 주석도금장비(40)를 통과함으로써 금속판재의 표면으로 주석(Sn)이 코팅 도금되는 도금공정이 선행된다.The metal plate MP, which is a base material, is transferred from the unwinding
이때, 상기 금속판재(MP)는 통상적으로 0.06mm~1.5mm의 두께와 100mm~400mm의 폭을 갖는 동(Cu), 철 등의 금속소재가 사용된다.In this case, the metal plate (MP) is typically used a metal material such as copper (Cu), iron having a thickness of 0.06mm ~ 1.5mm and a width of 100mm ~ 400mm.
상기에서와 같이 주석도금이 완료된 금속판재(MP)는 연속적으로 이송 처리되어 본 발명의 리플로우 장비(100)를 통과하게 되는데, 제1고주파유도가열기(110)와 제2고주파유도가열기(120)를 통과하는 금속판재는 제1고주파유도가열기(110) 또는 제2고주파유도가열기(120) 속에 위치시 전자유도작용에 의해 발생된 열에너지에 의 해 1차 및 2차 유도 가열되어지고, 이후 에어쿨러(150)를 통과하면서 에어 공급을 통한 열확산 유도로 냉각 처리된다.As described above, the tin plate completed metal plate (MP) is continuously transferred to pass through the
부연하면, 제1고주파유도가열기(110) 또는 제2고주파유도가열기(120)에는 각각 전기코일(111)(121)에 교류전압에 의한 고주파전류가 인가되어 있으므로 자속이 형성되어 있고 이 자속이 형성된 제1고주파유도가열기(110) 또는 제2고주파유도가열기(120)의 내부로 이송 처리되는 금속판재(MP)가 지나갈시 금속판재에 유도전류(와전류)가 발생되며 금속판재(MP)의 고유저항과 유도전류에 의한 주울(joule) 열(와전류 손실)의 발생으로 열이 발생되어 금속판재(MP)를 가열하게 되는데, 코일방식의 제1고주파유도가열기(110)는 정해진 속도로 이송되는 금속판재(MP)의 표면 전체를 균일하게 가열시키는 작용을 하게 되며, 코어방식의 제2고주파유도가열기(120)는 이송되는 금속판재(MP)의 가열면적을 좁게 하면서 집중적으로 가열하는 작용을 하게 된다.In other words, since the high frequency current by the AC voltage is applied to the
이때, 제1고주파유도가열기(110)와 제2고주파유도가열기(120)에는 금속판재의 재질이나 두께 등의 기재조건에 따라 달라질 수 있으나, 500Hz~3000Hz의 고주파가 인가된 상태에서 10kw~150kw의 고출력을 인가시키면 되며, 유도가열방식을 적용함에 따라 간단한 볼륨 조절로 가열조건을 변경할 수 있게 된다.At this time, the first high
여기서, 제2고주파유도가열기(120)와 에어쿨러(150)와의 사이에 제3고주파유도가열기를 더 설치되었다면 주석도금된 금속판재(MP)는 3차 유도가열 처리된 이후에 에어쿨러(150)를 통과하여 냉각 처리된다 할 것이다.Here, if the third high frequency induction heater is further installed between the second high
이에 따라, 금속판재에 도금된 주석도금의 리플로우 처리를 행함에 있어 고 주파 유도가열방식을 적용함에 의해 기존과는 다르게 간단한 볼륨 조절만으로 금속판재의 주석도금층에 미치는 가열조건을 용이하게 변경할 수 있을 뿐만 아니라 순간적인 온도 급상승과 급강하를 이끌어낼 수 있게 되며 또한 온도포지션의 세밀한 조정작업을 수행할 수 있게 되므로 온도 조절에 따른 작업중단의 어려움 없이 작업조건을 변경하는 등 작업환경을 개선할 수 있게 되고 비접촉식 유도가열을 통해 금속판재를 미세하게 조직변화시키도록 가열하므로 리플로우공정을 통한 주석도금의 품질상태를 개선할 수 있게 된다.Accordingly, in performing the reflow treatment of the plated tin plate on the metal plate, it is possible to easily change the heating conditions on the tin plated layer of the metal plate by simply adjusting the volume by applying a high frequency induction heating method. In addition, it is possible to derive instantaneous temperature spikes and dips, and also to perform fine adjustments of the temperature position, thereby improving the working environment without changing the working conditions without difficulty in controlling temperature. Non-contact induction heating is used to heat the metal sheet to change the microstructure, thereby improving the quality of tin plating through the reflow process.
또한, 제1고주파유도가열기(110)와 제2고주파유도가열기(120) 또는 제3고주파유도가열기(미 도시됨)에는 각각에 구비된 전기코일의 중공유로를 통하여 냉각수가 흐르도록 설계되어 있으므로 가열기를 열적 및 기계적으로 보호할 수 있어 사용수명을 높일 수 있게 된다.In addition, the first high
이러한 고주파유도가열을 통해 금속판재(MP)의 표면에 도금된 주석도금층을 살포시 녹여 주석의 미세한 조직변화를 유도하게 되며, 제2고주파유도가열기(120) 또는 제3고주파유도가열기를 통과하는 미세한 조직변화상태에 있는 금속판재의 표면으로 에어쿨러(150)를 이용한 에어를 공급하여 에어쿨링(air cooling) 처리함으로써 열확산에 의한 냉각을 유도함은 물론 금속판재(MP)의 표면에 도금된 주석도금층의 조직상태를 최종 냉각장비인 냉각수가 담긴 수조(50) 내에 디핑(dipping)시켜 최종 냉각처리하기 전에 미리 결정화시키는 작업을 수행하게 된다.The high frequency induction heating melts the plated tin plated layer on the surface of the metal plate (MP) and induces a microstructure change of the tin, and passes through the second high
이때, 에어쿨러(150)를 통한 에어는 -15℃~15℃의 온도조건으로 공급하여 리플로우 효율을 제고할 수 있도록 하며, 이러한 에어 공급을 통해 주석도금층을 냉 각시켜 조직입자를 결정화시킴과 아울러 리플로우에 의한 광택을 유지시켜 광택품질을 좋게 하고 열확산을 유도하므로 주석도금에 의한 금속판재의 광택품질을 고르게 형성시킬 수 있게 된다.At this time, the air through the
그리고, 상술한 바와 같은 유도가열 및 에어냉각에 의한 리플로우 공정을 거치면서 주석도금의 결정화가 이루어지게 한 금속판재(MP)를 냉각수가 담긴 수조(50)를 경유토록 하여 최종 냉각 처리하면 주석도금작업을 완료하게 된다.In addition, when the final cooling treatment of the metal plate (MP) through which the crystallization of the tin plating is made through the reflow process by induction heating and air cooling as described above through the
여기서, 수조(50)를 경유토록 하는 최종 냉각처리시 본 발명의 리플로우 공정에 포함되는 에어냉각을 통해 표면처리된 주석도금을 미리 결정화시키고 열확산 유도에 의한 사전 냉각처리로 금속판재(MP)의 주석도금층이 냉각수와 접촉되는 경우 물성변화 및 물입자의 침투를 방지할 수 있어 기존에 금속판재의 주석도금층 표면으로 많이 발생되던 물결자국무늬나 물방울무늬의 표출을 제거할 수 있고 금속판재(MP)의 이송 처리를 위한 이송롤러(30)에 의해 금속판재의 주석도금층 표면에 롤러자국이 표출되는 문제점을 개선할 수 있게 된다.Here, in the final cooling treatment via the
도 1은 본 발명에 의한 주석도금용 리플로우 장비를 포함하는 금속판재의 주석도금 공정처리용 전체시스템을 나타낸 개략도.1 is a schematic diagram showing an entire system for tin plating process treatment of a metal sheet including a reflow equipment for tin plating according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 리플로우 장비를 나타낸 상세도.Figure 2 is a detailed view showing the reflow equipment according to the present invention.
도 3은 본 발명에 있어 유도가열기를 나타낸 단면 구성도.Figure 3 is a cross-sectional view showing an induction heater in the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 언와인딩기 20: 리와인딩기10: unwinder 20: rewinder
30: 이송롤러 40: 주석도금장비30: feed roller 40: tin plating equipment
50: 수조 100: 리플로우장비50: tank 100: reflow equipment
110: 제1고주파유도가열기 120: 제2고주파유도가열기110: first high frequency induction heater 120: second high frequency induction heater
111,121: 전기코일 111a,121a: 관통중공111,121:
122: 코어 112,123: 지지판122: core 112,123: support plate
140: 간격조정부재 150: 에어쿨러140: space adjusting member 150: air cooler
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