KR101373167B1 - 강판 도금장치 및 강판 도금방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 강판도금장치는 내부에 구비된 아노드전극을 통해 상기 강판에 전류를 인가하며, 도금용액을 수용하여 상기 강판을 도금하는 수평셀; 상기 수평셀의 전방에 설치되며, 상기 강판을 향해 전류를 인가하는 제1 컨덕터롤; 상기 제1 컨덕터롤의 하부에 설치되어 상기 제1 컨덕트롤을 지지하는 제1 백업롤; 상기 수평셀의 후방에 설치되며, 상기 강판을 향해 전류를 인가하는 제2 컨덕터롤; 상기 제2 컨덕터롤의 하부에 설치되어 상기 제2 컨덕트롤을 지지하는 제2 백업롤; 상기 제1 및 제2 컨덕터의 외측에 각각 배치되며, 상기 강판의 이송방향을 변경하여 상기 강판이 상기 제1 및 제2 컨덕터롤로부터 이격시키는 제1 및 제2 가이드롤을 포함한다.

Description

강판 도금장치 및 강판 도금방법{APPARATUS AND METHOD FOR COATING OF STRIP}

본 발명은 강판도금장치 및 강판도금방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨덕터롤의 외측에 각각 가이드롤을 설치하여 강판의 비도금 시, 강판을 가압하여 강판의 이송라인을 변경하는 강판도금장치 및 강판도금방법에 관한 것이다.

일반적으로 강판의 표면에 금속 및 금속 합금을 도금하는 것에 의해 내식성을 부여하는 기술은 넓게 행해지고 있는데, 도금층의 표면 외관이 우수하기 때문에 가전제품, 자동차용 소재로 널리 사용되고 있다. 이를 위한 전기도금 장치는 일반적으로 카로젤셀과 수평셀로 구분된다.

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. 아연계 강판, 예컨대 아연-니켈 강판과 순수 아연 강판을 생산하는데 사용되는 전기 도금장치는 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.

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. 수평셀은 인입되는 강판을 백업롤의 지지를 받아 컨덕터롤의 회전에 의해 진행시켜 상부 어노드와 하부 어노드의 사이를 통과하면서 도금용액에 의해 도금이 이루어지게 된다.

반면, 용융아연도금공정에서 강판의 전기도금과정의 미사용시, 강판과 전기도금설비의 컨덕터롤과 컨덕터롤의 후방에 배치되어 강판의 수분을 제거하는 링거롤 등의 스크래치 및 마도 등이 발생한다. 이에 따라 강판의 품질 하락 및 롤들의 잦은 교체가 필요함에 따라 생산성 및 경제성을 저해하여 이를 해결할 발명이 필요하다.

한국공개특허공보 10-2012-00063824호. 2012. 06. 18.

본 발명의 목적은 용융아연도금공정의 선택적으로 수행되는 강판도금설비에 설치되는 컨덕터롤과 강판을 이격시키는 데 있다.

본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 강판도금장치는 내부에 구비된 아노드전극을 통해 강판에 전류를 인가하는 도금셀; 상기 도금셀의 전방에 설치되어 상기 강판의 상부에 설치되며, 상기 강판을 향해 전류를 인가하는 제1 컨덕터롤; 상기 제1 컨덕터롤의 하부에 설치되어 상기 제1 컨덕트롤을 지지하는 제1 백업롤; 상기 도금셀의 후방에 설치되며, 상기 강판을 향해 전류를 인가하는 제2 컨덕터롤; 상기 제2 컨덕터롤의 하부에 설치되어 상기 제2 컨덕터롤을 지지하는 제2 백업롤; 상기 제1 및 제2 컨덕터의 외측에 각각 배치되며, 상기 강판의 이송방향을 변경하여 상기 강판을 상기 제1 및 제2 컨덕터롤로부터 이격시키는 제1 및 제2 가이드롤을 포함한다.

상기 강판 도금장치는, 상기 제1 및 제2 가이드롤의 하부에 설치되어 상기 제1 및 제2 가이드롤을 지지하는 제1 및 제2 서포트롤을 더 포함할 수 있다.

상기 강판 도금장치는, 상기 제1 및 제2 가이드롤에 연결되며, 상기 제1 및 제2 가이드롤을 승강시켜 상기 강판을 상기 제1 및 제2 컨덕터롤로부터 이격시키는 제1 및 제2 승강유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 강판 도금장치는, 상기 강판이 상기 컨덕터롤로부터 이격된 상태에서 상기 백업롤을 승강시켜 상기 컨덕터롤로부터 이격시키는 백업롤 승강유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 강판도금방법은 강판을 도금 시, 아노드 전극을 구비하는 코팅셀의 내부에 상기 강판을 통과시키고 상기 코팅셀의 양측에 설치된 컨덕터롤을 통해 상기 강판에 전류를 인가하며, 강판의 비도금 시, 상기 강판을 가압하여 상기 강판을 상기 컨덕터롤로부터 이격시킨다.

상기 컨덕터롤의 외측에 각각 배치되어 상기 강판의 상부에 설치되는 제1 및 제2 가이드롤의 승강에 의해 상기 강판의 이동라인을 변경하여 상기 컨덕터롤로부터 이격시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명인 강판도금장치는 강판패스라인을 선택적으로 조절가능하다. 강판 패스라인을 국부적으로 변경하여 컨덕터롤과 강판과 이격시켜 통과시킴에 따라 강판의 표면결함을 미연에 방지하고, 링거롤의 마모 또한 방지함에 따라 생산성을 증대시키고 롤의 교체시기를 늘릴 수 있다.

도 1은 용융아연도금공정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 강판도금장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 제1 및 제2 가이드롤을 승강하여 강판패스라인의 변경상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시한 제1 및 제2 가이드롤의 작동에 따른 강판의 패스라인을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부된 도 1 내지 도 4를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

도 1은 용융아연도금공정을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 코일형태로 권취된 강판(S)은 페이오프 릴(110)에 의해 풀어지며, 풀어진 강판(S)은 절단기(120)를 통과하여 기설정된 길이로 절단된다. 기설정된 길이로 절단된 강판(S)은 표면에 형성된 산화 스케일을 제거하기 위해 스케일 브레이커(13) 및 숏블라스터(140)를 거친다. 숏블라스터(140)를 거친 강판은 선택적으로 염산, 황산 등의 강산 수용액에 침적하거나 산 수용액을 분무하여 산화막을 용해시켜 제거한 후, 산을 씻어내는 수세를 거치며, 건조하는 산세설비(150)를 통과하여 잔존하는 산화 스케일을 제거한다.

이와 같은 강판(S)은 최종 사용목적에 따라 여러 형태로 제품화가 되는데, 예를 들어 열연코일 상태로 바로 제품화되어 출하되기도 하고, 산세공정을 거쳐 산화막을 제거한 후, 도유하여 PO 제품으로 가공하거나 산세 후 도금 등의 표면처리를 거쳐 표면처리 제품 혹은 냉연공정을 거쳐 냉연제품이 되기도 한다.

반면, 현재 제철소 등의 용융아연도금공정에서는 도금 등의 표면처리의 사용 빈도가 매우 적으며, 현재 설비에서 금속도금 미사용시에도 강판(S)은 금속도금설비(100)의 각종 롤과 접촉하여 이송됨에 따라 고가의 설비인 컨덕터 롤(conductor roll)(도 2의 10)의 마모가 심하게 발생되며, 강판(S)과 컨덕터 롤(도 2의 10)과의 접촉에 따른 마모도를 줄이기 위해 물을 분사하여 강판(S)을 통과시키므로 후단에 배치되는 링거롤(wringer roll)(도시안함) 또한 함께 마모되어 강판의 스크래치를 발생시키고, 롤 교체 주기를 단축시켜 생산성 저하 및 교체비용 증가가 불가피한 실정이다. 따라서, 본 발명인 강판(S) 패스라인을 변경하여 선택적으로 강판(S)에 대한 도금을 수행가능한 강판도금장치(100)에 대해 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판도금장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 도 2에 도시한 제1 및 제2 가이드롤을 승강하여 강판패스라인의 변경상태를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 강판도금장치(100)는 불용성 도금 전극을 이용하여 도금셀(35) 당 전류를 인가하여 강판(S)의 상, 하면에 도금을 하는 장치이다. 도금셀(35)은 인입되는 강판(S)을 백업롤의 지지를 받아 컨덕터롤(10)의 회전에 의해 진행시켜 상부 아노드(30)와 하부 아노드(40) 사이를 통과하면서 도금용액에 의해 도금이 이루어진다.

강판도금장치(100)는 강판(S)이 수평으로 진행하는 도금셀(35)과 도금셀(35)의 전단과 후단에 배치되어 강판(S) 표면에 밀착되는 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)을 포함한다. 도금셀(35)은 전단과 후단에 형성된 입구와 출구를 통해 강판(S)이 진행되며, 도금셀(35)은 내부에 불용성의 아노드 전극이 구비되며, 아연 이온이 포함된 도금 용액을 공급받는다. 강판(S)을 사이에 두고 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)의 하부에는 각각 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20) 받쳐 지지하는 제1 및 제2 백업롤(50, 60)이 설치된다. 따라서, 강판(S)은 제1 컨덕터롤(10)의 회전구동에 따라 제1 컨덕터롤(10) 및 제1 백업롤(50)에 의해 밀려 도금셀(35)로 진행하게 된다.

제1 및 제2 컨덕트롤(10, 20)과 도금셀(35) 내의 아노드 전극은 정류기(도시안함)로부터 나온 전류를 강판에 인가하는 음극과 양극으로써 작용한다. 이에 전류를 제1 및 제2 컨덕트롤(10, 20)과 아노드 전극으로 인가하여 강판(S)에 통전시키게 되면 도금용액의 아연 이온이 전자를 받아서 석출되어 강판(S) 표면에 달라붙으면서 아연 도금이 진행된다. 강판(S)에 전류를 인가하는 컨덕터롤의 설비 특성에 의해 컨덕터롤은 많은 주변부품들이 설치되어 있어, 현재 설비 조건으로는 승강이 어려우며, 제1 및 제2 컨덕터롤을 지지하는 제1 및 제2 백업롤(50, 60)을 승강유닛(도시안함)과 연결되어 승강할 수 있다. 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)의 구조와 그 작용에 대해서는 이미 알려진 것으로 이하 상세한 설명은 생략한다.

앞서 설명한 바와 같이, 강판(S)의 표면에 금속 및 금속 합금을 도금하는 것에 의해 내식성을 부여하는 기술은 넓게 행해지고 있다. 도금층의 표면 외관이 우수하기 때문에 가전제품, 자동차용 소재로 사용된다. 반면, 용융아연도금공정에서 강판(S)은 열연코일 상태로 바로 제품화되어 출하되기도 하고, 산세공정을 거쳐 산화막을 제거한 후 도유하여 PO 제품으로 가공하거나 산세 후 도금등의 표면처리를 거쳐 표면처리 제품 혹은 냉연공정을 거쳐 냉연제품으로 출하된다. 이와 같은 강판(S)의 경우에도 강판이 강판도금장치(100)의 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 50)을 통과하여 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)의 마모 및 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)의 스크래치에 의한 강판(S)의 표면결함이 발생한다.

따라서, 본 발명은 선택적으로 강판(S)의 도금작업을 수행하기 위해, 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)의 외측에 각각 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)을 설치한다. 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)은 강판(S)의 상부에 각각 설치되며, 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)은 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)에 연결된 제1 및 제2 실린더(78, 88)에 의해 승강할 수 있다. 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)은 각각 제1 및 제2 가이드로드(77, 87)에 연결되어 함께 승강할 수 있다.

또한, 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)의 하부에는 제 1 및 제2 서포트롤(75, 85)이 설치되어 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)을 안정적으로 지지한다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이 강판(S)의 도금공정이 불필요할 경우, 제1 및 제2 가이드 롤(70, 80)을 하강하여 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)로부터 강판(S)을 이격시켜 통과할 수 있다. 강판(S)에 전류를 인가하는 제1 및 제2 컨덕터롤(10 ,20)의 설비 특성에 의해 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)은 많은 주변부품들이 설치되어 있어, 현재 설비 조건으로는 승강이 어렵고, 컨덕터롤의 설계를 변경할 경우, 제작시간 및 비용이 증가하여 용이하게 강판도금공정의 수행이 어렵다.

따라서, 본 발명은 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)의 외측에 승강 가능한 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)을 설치하여 강판(S)에 대한 미도금 시, 제1 및 제2 가이드롤(70 ,80)을 하강하여 강판이송라인을 국부적으로 변경함으로써 강판(S)과 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)과의 접촉을 미연에 방지할 수 있다.

도 4는 도 2에 도시한 제1 및 제2 가이드롤의 작동에 따른 강판의 패스라인을 나타내는 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)의 외측에는 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)이 배치된다. 강판(S)에 대한 도금공정을 수행할 경우에는 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)은 상승한 상태로 강판(S)의 패스라인을 기존과 동일하게 유지한다. 예를 들어, 강판(S)에 대한 도금공정이 불필요한 PO 제품을 생산할 경우, 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)을 하강하여 강판(S)의 이송높이를 제어할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 강판도금장치(100)에 구비되는 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)이 하강함에 따라, 기존의 강판 패스라인보다 약 15 mm 하강시켜 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20) 및 도금셀(35)과 이격되어 통과됨으로써 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)의 마모를 방지할 수 있다.

기존의 강판 패스라인에서는 도금공정을 수행하지 않을 경우, 강판 패스라인과 동일선 상에 위치하는 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)을 강판(S)과 동일한 속도로 회전시키면서 강판(S)의 표면결함의 방지를 위해 강판(S)에 물을 뿌리며 사용한다. 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)을 통과한 강판(S)의 수분을 제거하기 위해 복수개의 링거롤(도시안함)들을 사용함에 따라 링거롤의 마모 또한 함께 동반된다.

따라서, 본 발명인 강판도금장치(100)는 강판패스라인을 선택적으로 조절가능하다. 즉, 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)의 외측에 제1 및 제2 가이드롤(70, 80)을 설치하여 강판 패스라인을 국부적으로 변경함으로써 제1 및 제2 컨덕터롤(10, 20)과 강판(S)과 이격시켜 통과시킴에 따라 강판(S)의 표면결함을 미연에 방지하고, 링거롤의 마모 또한 방지함에 따라 생산성을 증대시키고 롤의 교체시기를 늘릴 수 있다.

본 발명을 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 실시예들에 한정되지 않는다.

10 : 제1 컨덕터롤 20 : 제2 컨덕터롤
30 : 상부 아노드 40 : 하부 아노드
50 : 제1 백업롤 60 : 제2 백업롤
70 : 제1 가이드롤 75 : 제1 서포트롤
80 : 제2 가이드롤 85 : 제2 서포트롤
100 : 강판도금장치 S : 강판

Claims (6)

1. 내부에 구비된 아노드전극을 통해 강판에 전류를 인가하는 도금셀;
   상기 도금셀의 전방에 설치되어 상기 강판의 상부에 설치되며, 상기 강판을 향해 전류를 인가하는 제1 컨덕터롤;
   상기 제1 컨덕터롤의 하부에 설치되어 상기 제1 컨덕트롤을 지지하는 제1 백업롤;
   상기 도금셀의 후방에 설치되며, 상기 강판을 향해 전류를 인가하는 제2 컨덕터롤;
   상기 제2 컨덕터롤의 하부에 설치되어 상기 제2 컨덕터롤을 지지하는 제2 백업롤;
   상기 제1 및 제2 컨덕터의 외측에 각각 배치되며, 상기 강판의 이송방향을 변경하여 상기 강판을 상기 제1 및 제2 컨덕터롤로부터 이격시키는 제1 및 제2 가이드롤을 포함하는 강판 도금장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 강판 도금장치는,
   상기 제1 및 제2 가이드롤의 하부에 설치되어 상기 제1 및 제2 가이드롤을 지지하는 제1 및 제2 서포트롤을 더 포함하는 강판 도금장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 강판 도금장치는,
   상기 제1 및 제2 가이드롤에 연결되며, 상기 제1 및 제2 가이드롤을 승강시켜 상기 강판을 상기 제1 및 제2 컨덕터롤로부터 이격시키는 제1 및 제2 승강유닛을 더 포함하는 강판 도금장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 강판 도금장치는,
   상기 강판이 상기 컨덕터롤로부터 이격된 상태에서 상기 백업롤을 승강시켜 상기 컨덕터롤로부터 이격시키는 백업롤 승강유닛을 더 포함하는 강판 도금장치.
5. 강판을 도금 시, 아노드 전극을 구비하는 코팅셀의 내부에 상기 강판을 통과시키고 상기 코팅셀의 양측에 설치된 컨덕터롤을 통해 상기 강판에 전류를 인가하며, 강판의 비도금 시, 상기 강판을 가압하여 상기 강판을 상기 컨덕터롤로부터 이격시키는 강판 도금방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 컨덕터롤의 외측에 각각 배치되어 상기 강판의 상부에 설치되는 제1 및 제2 가이드롤의 승강에 의해 상기 강판의 이동라인을 변경하여 상기 컨덕터롤로부터 이격시키는 강판 도금방법.

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