KR101059209B1 - 수평셀의 도금용액의 유량을 증가시키는 이물질 여과용 스트레이너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기도금장치의 수평셀 상, 하부에 연결된 용액공급배관에 이물질 여과용 스트레이너(Strainer)를 설치하고 상기 스트레이너의 경사면에 다수의 보조통입구멍을 형성함에 의해 상기 수평셀로 유입되는 도금용액의 유량을 증가시켜 얼룩 등 강판표면의 결함을 방지하기 위한 것으로서, 용액공급배관의 상, 하부 플랜지에 연결되는 외측면에 형성된 체결구와, 상기 용액공급배관에서 수평셀로 도금용액을 공급하는 중앙에 형성된 주공급홀과, 내측면에 다수 형성된 보조통입구멍으로 구성되는 바디부와, 상기 바디부의 내주면에 결합되어 도금용액에 포함된 이물질을 걸러내는 여과망으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스트립의 표면결함 발생 방지를 위한 도금용액 이물질 여과용 스트레이너에 관한 것이며, 본 발명에 따르면 도금용액중에 포함된 이물질을 여과하여 수평셀로 유입을 차단하고 스트레이너에 형성된 다수의 보조통입구멍을 통해 수평셀로 유입되는 도금용액의 유량을 증가시켜 얼룩 등 강판표면의 결함을 방지하여 도금이 균일하게 유지되는 우수한 품질을 얻을 수 있는 효과가 있다.

수평셀, 스트레이너, 도금, 여과, 표면결함, 얼룩, 유량, 이물질

Description

수평셀의 도금용액의 유량을 증가시키는 이물질 여과용 스트레이너{Strainer for filtering impurities increasing the flux of a plating solution in horizontal cell}

본 발명은 전기도금장치중 수평셀(Cell)에 도금용액을 공급하는 용액공급배관에 설치되는 스트레이너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도금용액중에 포함된 이물질을 제거하는 동시에 수평셀에서 도금작업시 유입되는 도금용액의 유량 부족으로 인해 발생되는 표면결함을 방지할 수 있는 스트레이너에 관한 것이다.

강판의 표면에 아연계의 금속 및 금속 합금을 도금하는 것에 의해 내식성을 부여하는 기술은 넓게 행해지고 있는데, 도금층의 표면 외관이 우수하기 때문에 가전제품, 자동차용 소재로 널리 사용되고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 아연계 강판, 예컨대 아연-니켈 강판과 순수 아연 강판을 생산하는데 사용되는 전기도금장치는 일반적으로 카로젤셀(Carosel cell)과 수평셀(Horizontal cell)로 구비되며, 강판 표면에 도금작업을 함에 있어서 카로젤셀(Carosel cell)에서 아연도금 또는 아연-니켈(Zn-Ni) 합금도금을 하고, 수평셀(Horizontal cell)에서 아연(Zn) 도금을 하고 있다.

상기 카로젤셀 전기도금 공정에 있어서는, 통상적으로 제1 및 제2 도금 단위로 구분되며, 제1 도금 단위에서 강판의 한쪽 면을 전기도금하고 제2 도금 단위에서 강판의 나머지 면을 전기도금하게 된다. 각각의 도금 단위에는 복수의 전해조가 설치되며 각각 전해조에는 한쌍의 컨덕터롤(Conductor roll)과 백업롤(backup roll)로 이루어지는 1개의 롤 셋트가 구비된다.

수평셀 전기도금 공정은 대개 황산욕 도금용액을 사용하며 도금 전극(Anode)은 불용성으로 길이가 1,500 ~ 2,000 mm 이며 전류밀도는 약 2000 A/dm, 도금 셀당 전류 50 KA로 작업하며 고전류밀도로 조업이 가능한 강판의 상, 하면에 도금을 하는 설비이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 수평셀(200)은 인입되는 강판을 백업롤(10)의 지지를 받아 컨덕터롤(9)의 회전에 의해 진행시켜 상부 어노드(5a)와 하부 어노드(5b)의 사이를 통과하면서 도금용액에 의해 도금이 이루어지게 된다.

도금용액 내에는 각종 이물질이 존재하는데, 종래에는 도금용액이 용액공급배관(3)의 상, 하부 플랜지(4, 7)를 경유하여 수평셀(200)에 직접 공급되는 방식이었기 때문에, 이러한 도금용액에 포함된 이물질이 수평셀(200)로 유입되어 도금작업에 있어서 상당한 장애를 초래하였고, 도금 표면에 얼룩 등이 나타나 표면 품질이 불량한 문제가 발생하였다.

본 발명은 상술한 종래 기술상의 제반 문제점들을 해결하고자 창출한 것으로서, 전기도금장치의 수평셀 상, 하부에 연결된 용액공급배관에 이물질 여과용 스트레이너(Strainer)를 설치하고 상기 스트레이너의 경사면에 다수의 보조통입구멍을 형성함에 의해 상기 수평셀로 유입되는 도금용액의 유량을 증가시켜 얼룩 등 강판표면의 결함을 방지하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 용액공급배관의 상, 하부 플랜지에 연결되는 외측면에 형성된 체결구와, 상기 용액공급배관에서 수평셀로 도금용액을 공급하는 중앙에 형성된 주공급홀과, 내측면에 다수 형성된 보조통입구멍으로 구성되는 바디부와, 상기 바디부의 내주면에 결합되어 도금용액에 포함된 이물질을 걸러내는 여과망으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스트립의 표면결함 발생 방지를 위한 도금용액 이물질 여과용 스트레이너를 제공한다.

또한, 상기 보조통입구멍은 4 ~ 6 mm 의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 스트립의 표면결함 발생 방지를 위한 도금용액 이물질 여과용 스트레이너를 제공한다.

또한, 상기 보조통입구멍이 형성되어 있는 상기 바디부의 내측면이 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스트립의 표면결함 발생 방지를 위한 도금용액 이물질 여과용 스트레이너를 제공한다.

또한, 상기 여과망은 원뿔형이고, 그 길이는 여과망의 직경에 대하여 최소 3배가 되는 것을 특징으로 하는 스트립의 표면결함 발생 방지를 위한 도금용액 이물질 여과용 스트레이너를 제공한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 도금용액중에 포함된 이물질을 여과하여 수평셀로 유입을 차단하고 스트레이너에 형성된 다수의 보조통입구멍을 통해 수평셀에 유입되는 도금용액의 유량을 증가시켜 얼룩 등 강판표면의 결함을 방지하게 되며 도금이 균일하게 유지되어 우수한 품질을 얻을 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 일반적인 전기도금장치의 개략 구성도, 도 2는 일반적인 수평셀의 개략 구성도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평셀의 개략 구성도, 도 4a는 보조통입구멍이 형성되기 전의 스트레이너의 평면도 사진, 도 4b는 본 발명에 관한 스트레이너의 평면도 사진, 도 5는 본 발명에 관한 스트레이너의 배면 사시도 사진이다.

본 발명은 용액공급배관의 상, 하부 플랜지에 연결되는 외측면에 형성된 체결구와, 상기 용액공급배관에서 수평셀로 도금용액을 공급하는 중앙에 형성된 주공급홀과, 내측면에 다수 형성된 보조통입구멍으로 구성되는 바디부와, 상기 바디부의 내주면에 결합되어 도금용액에 포함된 이물질을 걸러내는 여과망으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스트립의 표면결함 발생 방지를 위한 도금용액 이물질 여과용 스트레이너에 관한 것이다.

상기 체결구(22)는 바디부(20)의 외측면에 형성되며 용액공급배관(3)의 상, 하부 플랜지(4, 7)와 연결되는데, 도금용액이 스트레이너에 작용하는 유압과 여과망에 의해 걸러진 이물질의 무게를 견디기 위해서 다수의 체결구(22)가 형성되어 상기 상, 하부 플랜지(4, 7)와 확고히 결합되어 있다.

상기 여과망(23)은 상기 바디부의 내주면에 결합되어 형성되고, 수평셀의 상, 하부에 열결된 용액공급배관(3)을 통하여 상기 수평셀로 유입되는 도금용액중에 포함된 각종 이물질을 걸러낸다.

상기 바디부(20)의 내측면에는 다수의 보조통입구멍(24)이 형성되어 있는데, 도 4a의 사진에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 보조통입구멍(24)이 형성되어 있지 않은 스트레이너를 사용하는 경우에는 용액공급배관(3)에서 수평셀로 유입되는 도금용액의 유량이 대폭 감소하며, 이러한 도금용액의 공급유량의 부족으로 인해 수평셀 내에서 도금용액이 원활하게 순환되지 못하게 되므로 아연이온들이 강판 표면에 고루 퍼지지 못하게 되어 도금의 첫단계인 아연 이온들의 핵 생성 사이트(site)가 적어지게 되고 결국에는 균일한 도금층을 확보할 수 없게 된다. 따라서 강판표면에 얼룩 등의 표면결함이 심하게 발생하는 문제가 나타나게 되는 바, 도 4b의 사진에 나타난 바와 같이, 본 발명은 다수의 상기 보조통입구멍(24)을 형성시켜 용액공급배관(3)으로부터 수평셀에 유입되는 도금용액의 유량을 증가시켜 도금된 강판표면에 발생하는 얼룩 등의 표면결함을 방지할 수 있다.

본 발명의 상기 보조통입구멍은 4 ~ 6 mm 의 직경을 갖는 것을 특징으로 하 는 스트립의 표면결함 발생 방지를 위한 도금용액 이물질 여과용 스트레이너를 포함한다.

상기 보조통입구멍(24)의 직경이 4 mm 미만인 경우에는 수평셀로 유입되는 도금용액의 유량이 충분치 못하여 얼룩 등이 발생하므로 도금된 강판표면의 품질이 저하되고, 보조통입구멍의 직경 6 mm 를 임계치로 하여 6 mm 를 초과하게 되면 도금용액 공급량이 충분하게 되어 표면결함 방지 효과가 더이상 증가하지 않을 뿐만 아니라 도금용액에 포함된 이물질이 수평셀로 다수 유입되어 오히려 표면결함이 발생하기 때문이다.

한편, 본 발명은 상기 보조통입구멍이 형성되어 있는 상기 바디부의 내측면이 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스트립의 표면결함 발생 방지를 위한 도금용액 이물질 여과용 스트레이너를 포함한다.

상기 보조통입구멍(24)이 형성된 바디부의 내측면은 상기 여과망(23)의 아래로 경사면(25)을 형성하는데, 이러한 경사면(25)을 형성함에 의하여 도금용액에 포함된 이물질이 보조통입구멍(24)에 걸리지 않고 여과망(21)에의해 여과되므로, 이물질이 보조통입구멍(24)을 막는 것을 방지할 수 있게 되어 수평셀로 유입되는 도금용액의 유량을 확보하여 우수한 품질의 도금된 강판을 제조할 수 있다.

상기 경사면(25)은 30 ~ 45도의 각도로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 경사면이 30도 미만으로 형성되면 경사면에 형성된 용액통입구멍(24)이 도금용액에 포함된 이물질에 의해 막히게 되어 수평셀로 유입되는 도금용액의 유량이 충분치 못하게 되어 표면결함이 발생하는 문제가 있고, 경사면이 45도 이상으로 형성되면 급격한 경사로 인하여 용액통입구멍(24)을 통과하여 수평셀로 유입되는 도금용액의 유량이 감소하여 결국 우수한 품질의 도금에 필요한 충분한 유량이 확보되지 못하기 때문이다.

본 발명은 상기 여과망은 원뿔형이고, 그 길이는 여과망의 직경에 대하여 최소 3배가 되는 것을 특징으로 하는 스트립의 표면결함 발생 방지를 위한 도금용액 이물질 여과용 스트레이너를 포함한다.

도5의 사진에 나타난 바와 같이, 여과망(23)이 원뿔형으로 형성된 경우에는 여과망의 표면적이 증가되므로 이물질 제거 효율이 높고 도금용액의 유압에 의한 변형, 손실을 최대한 감소시킬 수 있다.

또한, 여과망의 길이가 여과망의 직경에 대하여 3배 미만이 되면, 용액공급배관(3)내에 흐르는 도금용액의 유압으로 인해 여과망이 훼손되거나 변형이 발생하여 수리 또는 교체가 필요하고, 여과망의 길이가 짧아서 이물질을 소량 저장함에 의해 작업자가 걸러진 이물질을 자주 제거해 줘야 하기 때문에 작업효율이 떨어지고 생산성이 저하되기 때문이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 하며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

표 1은 스트레이너의 경사면(25)에 형성된 보조통입구멍(24)의 직경에 따른 유량증가율 및 표면품질을 나타낸 것이다. 평가방법은 다음과 같다.

상기 유량증가율은 보조통입구멍(24)을 형성하지 않고 도금용액을 수평셀에 공급하였을 때 공급된 유량을 기준으로 하여 각 실시예에 따른 유량증가율을 기준 과 비교, 평가한 것이다.

상기 표면품질은 보조통입구멍(24)을 형성하지 않고 도금용액을 수평셀에 공급하였을 때 도금된 강판 표면에 발생된 얼룩을 기준(매우불량)으로 하여 각 실시예에 따른 표면품질을 육안으로 관찰하여 기준과 비교, 평가한 것이다.

[표 1]

구 분	용액통입구멍의 직경(mm)	유량증가율(%)	표면품질	비 고
실시예1	4	15	●	본발명
실시예2	5	24	◎	본발명
실시예3	6	30	●	본발명
실시예4	2	5	△	비교예
실시예5	8	42	○	비교예

(물성판정 ◎ : 우수, ● : 양호, ○ : 보통, △ : 불량, × : 매우 불량)

표 1의 결과를 통하여 알 수 있듯이, 스트레이너의 경사면(25)에 형성된 보조통입구멍의 직경이 본 발명의 범위내(4 ~ 6 mm)인 경우에 유량 증가율이 15 ~ 30 %에 달하였으며, 그에 따른 표면 품질도 양호 또는 우수함을 확인할 수 있었다.

그러나, 실시예4와 같이 보조통입구멍(24)의 직경이 본 발명의 범위보다 작게 되면 수평셀에 공급되는 도금용액의 유량증가율이 5 %에 불과하여 강판 표면품질이 불량하였고, 실시예5와 같이 보조통입구멍의 직경이 본 발명의 범위보다 크게 되면 수평셀에 공급되는 도금용액의 유량증가율이 42%에 달하였지만, 이물질의 유입으로 인해 강판 표면품질이 양호하지는 않았음을 확인할 수 있었다.

도 1은 일반적인 전기도금장치의 개략 구성도이다.

도 2는 일반적인 수평셀의 개략 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평셀의 개략 구성도이다.

도 4a는 보조통입구멍이 형성되기 전의 스트레이너의 평면도 사진이다.

도 4b는 본 발명에 관한 스트레이너의 평면도 사진이다.

도 5는 본 발명에 관한 스트레이너의 배면 사시도 사진이다.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100. 카로젤 셀(Carosel cell) 200. 수평셀(Horizontal cell)

1. 스트립 2. 버스바1(Busbar)

3. 용액공급배관 4. 상부 플랜지

5a. 상부 어노드(anode) 5b. 하부 어노드(anode)

6. 버스바2(Busbar) 7. 하부 플랜지

8. 에지 마스크 9. 컨덕터롤(Conductor roll)

10. 백업롤(Backup roll) 11. 리시버 탱크

12. 절연 세퍼레이터(Insulating separator)

20. 바디부 21. 주공급홀

22. 체결구 23. 여과망

24. 보조통입구멍 25. 경사면

Claims (4)

1. 용액공급배관의 상, 하부 플랜지에 연결되는 외측면에 형성된 체결구와, 상기 용액공급배관에서 수평셀로 도금용액을 공급하는 중앙에 형성된 주공급홀과, 내측면에 다수 형성된 보조통입구멍으로 구성되는 바디부와;

   상기 바디부의 내주면에 결합되어 도금용액에 포함된 이물질을 걸러내는 여과망;으로 구성되되,

   상기 보조통입구멍이 형성되어 있는 상기 바디부의 내측면이 경사면으로 이루어지고,

   상기 여과망은 원뿔형이고, 길이는 여과망의 직경에 대하여 최소 3배가 되는 것을 특징으로 하는 스트립의 표면결함 발생 방지를 위한 도금용액 이물질 여과용 스트레이너.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보조통입구멍은 4 ~ 6 mm 의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 스트립의 표면결함 발생 방지를 위한 도금용액 이물질 여과용 스트레이너.
3. 삭제
4. 삭제

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