KR101187354B1 - 수세처리 생략기술을 이용한 아연용융도금 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철강구조물 등의 표면에 행하는 아연용융도금 방법에 관한 것으로서, 수세공정이 생략된 산세처리, 플럭스액침지, 용탕로침지, 냉각 공정을 포함하여 이루어지되, 염화암모늄과 염화아연을 포함하는 기존의 플럭스액에 수산화암모늄과 수산화알루미늄을 첨가한 것을 특징으로 하는 수세처리 생략기술을 이용한 아연용융도금 방법을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 수세공정을 생략하면서도 플럭스액의 고유 성능을 유지할 수 있도록 함으로써, 생산성 증대와 폐수처리 비용을 절감시킬 수 있고, 원가를 절감시켜 경제적이어서 기업의 경쟁력 제고에 기여하게 되며, 친환경적 공정개선 기술이 개발되어 국제적 위상 향상에 기여할 수 있는 이점이 있다.
Description
본 발명은 철강구조물 등의 표면에 행하는 아연용융도금 방법에 관한 것으로서, 아연용융도금 공정에서 산세처리 후에 수세처리를 생략하여 폐수처리의 비용을 절감시키고 생산량을 증대시킬 수 있는 수세처리 생략기술을 이용한 아연용융도금 방법에 관한 것이다.
조선기자재 등의 각종 철강구조물의 내식성향상을 위하여 행하는 표면처리방법으로 아연용융도금 방법이 행해지고 있다. 아연용융도금 방법은 초기비용은 종전의 페인트 도장에 비해서 많이 드나, 장기적으로는 장수명의 내식성으로 인해 훨씬 경제적인 장점이 있다. 따라서, 최근 아연용융도금의 수요가 증가하고 있는 실정이다.
이러한 아연용융도금은 430℃~480℃의 용융아연의 용탕로에 피도금체를 침지함으로써 피도금체의 표면에는 아연합금층이 형성되고 표면에는 아연산화막이 형성되어 내식성을 향상시키게 된다.
종래의 아연용융도금 방법은 두꺼운 녹 및 스캐일을 먼저 제거한 후 산세처리, 수세, 플럭스액 침지, 용탕로 침지, 냉각의 순서로 행하여 진다. 이 과정의 공정은 현재까지의 전통적인 공정으로, 산세처리 후에 수세 과정을 통하여 피도금체에 묻어 있는 염산성분과 철성분을 씻어 제거하게 된다. 따라서 피도금체의 표면은 중화된 상태로 플럭스액에 침지됨으로써, 피도금체의 표면에 부착된 플럭스액은 아연 용탕로에 침지하기까지 피도금체의 표면에 일시적인 녹의 발생을 억제하고, 아연용탕로의 표면에 형성된 산화물을 녹여 피도금체가 아연욕에서 원활한 도금이 이루어지도록 하는 플럭스액 원래의 기능을 발휘하여 원활한 도금이 이루어지도록 하는 것이다.
그러나, 산세처리 후에 수세처리를 함에 따라 도금공정의 지연, 수세폐액의 발생과 처리에 따른 원가비용의 증대와 환경오염의 염려가 있다.
따라서, 이러한 수세처리를 생략하기 위해서는 플럭스액에 중화능력을 가지는 첨가제와 탈지제 및 철이온 응집제 등을 첨가하여 플럭스액의 산성화와 철분을 억제하여 플럭스액의 고유성능을 유지할 필요가 있다. 그리고 플럭스액에 첨가하는 첨가제의 종류와 농도 및 산화제의 종류와 농도의 조절이 필수적이다.
이러한 플럭스액의 주성분은 염화암모늄과 염화아연으로 되어 있으며, 수세처리를 생략하기 위해 플럭스액에 수산화암모늄(중화제와 착화제 역할)과 과산화수소(산화제)를 첨가하는 기술이 국내에 시도된 적이 있다.
그러나, 상기 과산화수소의 투입은 응집효과는 있으나 가수분해 현상에 의해서 pH를 저하시키는 부작용이 있어 플럭스액의 중화능력을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 염화암모늄과 염화아연을 주성분으로 하는 기존 플럭스액에 수산화 암모늄과 수산화알루미늄을 첨가하여 산세처리 후에 수세처리를 생략하여도, 플럭스액의 산성화와 철분을 억제하여 플럭스액의 고유 성능을 유지할 수 있어 폐수처리의 비용을 절감시키고 생산량을 증대시킬 수 있는 수세처리 생략기술을 이용한 아연용융도금 방법의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 수세공정이 생략된 산세처리 공정, 플럭스액 침지 공정, 용탕로 침지공정, 냉각 공정을 포함하여 이루어지되, 상기 플럭스액 침지 공정에서 상기 플럭스 액은 염화암모늄과 염화아연을 포함하는 플럭스액에 수산화암모늄과 수산화알루미늄이 첨가된 것을 특징으로 수세처리 생략기술을 이용한 아연용융도금 방법을 기술적 요지로 한다.
삭제
상기 과제 해결수단에 의해 본 발명은, 아연용융도금 방법에 있어서 수세공정을 생략하면서도 플럭스액의 고유 성능을 유지할 수 있도록 함으로써, 생산성 증대와 폐수처리 비용을 절감시킬 수 있고, 원가를 절감시켜 경제적이어서 기업의 경쟁력 제고에 기여하는 효과가 있다.
또한, 영세 중소기업에서 친환경적 공정개선 기술이 개발되어 국제적 위상 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.
도 1 - 플럭스액의 조성에 따른 용액상을 비교한 데이타를 나타낸 도.
도 2 - 도 1의 각 플럭스액을 이용하여 아연용융도금을 실시한 철판의 표면 상태를 관찰한 데이타를 나타낸 도.
도 2 - 도 1의 각 플럭스액을 이용하여 아연용융도금을 실시한 철판의 표면 상태를 관찰한 데이타를 나타낸 도.
본 발명은 조선기자재 등의 철강구조물의 표면에 행하는 아연용융도금 방법에 관한 것으로서, 기존의 아연용융도금 방법에서 산세처리 후에 수세처리를 생략하면서 플럭스액의 산성화와 철분을 억제하여, 플럭스액의 고유 성능을 유지시키고자, 과산화수소 대신에 수산화알루미늄을 첨가하여 수세처리 생략에 따른 폐수처리의 비용을 절감시키고 생산량을 증대시키기 위한 수세처리 생략기술을 이용한 아연용융도금 방법에 관한 것이다.
즉, 기존의 아연용융도금 방법은 산세처리, 수세, 플럭스액침지, 용탕로침지, 냉각 공정을 포함하여 이루어지는데, 본 발명에서는, 수세 공정을 생략하면서 염화암모늄과 염화아연을 포함하는 종래의 플럭스액에 수산화 암모늄과 수산화알루미늄을 첨가함으로써 플럭스액의 산성화와 철분을 억제하여 수세처리를 생략할 수 있다. 즉, 플럭스액의 고유 성능을 유지하면서도, 수세처리를 생략하여 원활한 도금이 이루어지도록 하고, 수세 처리에 따른 도금 공정의 지연, 수세폐액의 발생과 처리에 따른 원가비용의 증대와 환경공해의 우려 등의 문제점을 해결할 수 있는 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 아연용융도금 공정은 산세처리, 플럭스액침지, 용탕로침지, 냉각 공정의 순으로 이루어진다.
먼저, 피도금체가 입하되면, 피도금체의 표면에 있는 녹슨 부분과 스캐일 등을 제거하기 위해 탈지 공정이 이루어지게 된다. 탈지 공정은 수산화나트륨과 산화규소나트륨이 8~10중량부로 첨가된 탈지액에 70℃~90℃의 온도에서 1~5시간 정도 침지하는 과정을 거친 후, 탈지액의 제거를 위해 탈세수세를 1~15분 정도 행한다.
그리고, 상기 피도금체를 염산 10%~20%를 포함하는 산세액에 30℃~60℃에서 15~30분 동안 침지하여 산세처리 공정을 수행한다.
그리고, 염화암모늄과 염화아연을 주성분으로 하는 플럭스액 200중량부에 수산화암모늄 0.5~1.5중량부, 수산화알루미늄 1.0~3.0 중량부를 첨가한 본 발명의 플럭스액에 상기 피도금체를 침지하여 플럭스(flux)처리를 수행한다. 플럭스침지 공정은 50℃~80℃에서 1~10분 동안 수행된다.
그리고, 상기 피도금체를 아연의 비산을 최대한 방지하고자 액성분을 적당히 건조하여 아연 용탕로에 침지한다. 아연 용탕로는 아연 순도가 99.5% 이상으로, 430℃~480℃에서 1~10분 동안 침지하여 이루어지게 된다.
그 다음 25℃~30℃의 온도에서 1~3분 동안 청수에 의한 냉각공정이 이루어지면, 피도금체의 거친 표면을 줄로 제거하는 등의 마무리 작업을 행함으로써 아연용융도금 방법이 종료되게 된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예와 이에 따른 플럭스액의 물성과 이를 이용한 아연도금된 피도금체의 표면에 대한 특성을 살펴보고자 한다.
철판을 수산화나트륨과 산화규소산트륨 9%가 포함된 80℃의 탈지액에 3시간 정도 침지하고, 그 다음 염산 15%가 포함된 30℃의 산세액에 20분간 침지하였다.
그리고, 플럭스액:수산화암모늄:수산화알루미늄을 200:1:2 중량부로 하여 본 발명의 플럭스액을 제조하여 상기 산세된 철판을 65℃에서 7분 동안 침지하였다.
그 다음, 철판의 표면을 적당히 건조한 후 450℃의 아연 용탕로에 5분 간 침지하고, 50℃의 청수에 2분동안 침지하여 냉각시키고, 거친 표면을 줄로 제거하여 마무리하였다.
이렇게 제조된 철판 표면의 아연도금층의 두께는 대략 80㎛이었고, 밀도는 550g/m2이었다.
도 1은 플럭스액의 조성에 따른 용액상을 비교한 데이타로써, 도1 (a)는 기존의 플럭스액에 아무 것도 첨가하지 않은 것, 도 1(b)는 본 발명의 실시예에 따른 플럭스액, 도 1(c)는 과산화수소를 첨가한 것, 도 1(d)는 수산화알루미늄과 과산화수소를 첨가한 것이다. 도 2는 도 1의 각 플럭스액을 이용하여 아연용융도금을 실시한 철판의 표면 상태를 관찰한 데이타이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 플럭스액을 이용하여 아연용융도금을 실시한 결과 플럭스액의 pH가 유지되어 도금된 표면이 깨끗함을 확인할 수 있었다. 반면에, 과산화수소를 첨가한 경우나 수산화알루미늄과 과산화수소를 투입한 경우에는 pH가 저하되어 도금이 제대로 이루어지지 않았음을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 본 발명에 따라 수세공정을 생략하면서도 플럭스액의 고유 성능을 유지할 수 있도록 함으로써, 생산성 증대와 폐수처리 비용을 절감시킬 수 있고, 원가를 절감시켜 경제적이어서 기업의 경쟁력 제고에 기여하게 된다. 또한, 영세 중소기업에서 친환경적 공정개선 기술이 개발되어 국제적 위상 향상에 기여할 수 있게 된다.
Claims (2)
- 수세공정이 생략된 산세처리 공정, 플럭스액 침지 공정, 용탕로 침지공정, 냉각 공정을 포함하여 이루어지되, 상기 플럭스액 침지 공정에서 상기 플럭스액은 염화암모늄과 염화아연을 포함하는 플럭스액에 수산화암모늄과 수산화알루미늄이 첨가된 것을 특징으로 하는 수세처리 생략기술을 이용한 아연용융도금 방법.
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