KR101620414B1 - 수평셀 전기 도금 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 수평셀 강판 도금 장치는, 강판의 일측 및 타측에 각각 배치되는 제1도금전극 및 제2도금전극; 그리고 상기 제1도금전극과 상기 강판과의 사이에 배치되며, 상기 제2도금전극에 대하여 상기 제1도금전극을 차폐하는 차폐위치 및 상기 제1도금전극을 개방하는 개방위치로 전환 가능한 차폐부재;를 포함할 수 있다.

Description

수평셀 전기 도금 장치 및 그 제어방법{ELECTRIC PLATING APPARATUS IN HORIZONTAL CELL AND CONTROLLING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 수평셀 전기 도금 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평셀에서 강판의 편면 도금시 반대 면이 도금되는 것을 방지할 수 있는 수평셀 전기 도금 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 제철 공정 중의 하나인 전기 도금 공정은 도금 용액을 전기, 화학적으로 분해, 결합시켜 냉연 강판 표면에 아연(Zn)의 도막을 형성하는 방식으로 진행된다. 이러한 전기 도금 공정은, 필수적으로 양극(anode)과, 5%의 H2SO4 + Zn 도금용액 및 음극 성질을 갖는 강판 사이에 전기, 화학적 작용이 발생됨으로써 진행된다.
즉, 이는 양극에서 음극으로 전류가 흐르는 과정에서 형성되는 전류 밀도에 의해 도금 용액 내부의 금속 양이온인 Zn이 이동하여 음극 성질의 강판 표면에 도금됨으로써 진행되는 것이다. 이러한 전기 도금 공정을 이용하여 대량의 도금 강판을 생산해내기 위해 전지 도금 공정은 연속적으로 진행되어야 하고, 이를 위해 전기 도금 공정에서는 수평셀 구조를 사용하는 것이 일반적이다.
대한민국공개특허공보 제10-2013-0011134호(2013.01.30.)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 수평셀에서 강판의 편면 도금시 반대면이 도금되는 것을 방지할 수 있는 수평셀 전기 도금 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 수평셀 강판 도금 장치는, 강판의 일측 및 타측에 각각 배치되는 제1도금전극 및 제2도금전극; 그리고 상기 제1도금전극과 상기 강판과의 사이에 배치되며, 상기 제2도금전극에 대하여 상기 제1도금전극을 차폐하는 차폐위치 및 상기 제1도금전극을 개방하는 개방위치로 전환 가능한 차폐부재;를 포함할 수 있다.
상기 수평셀 전기 도금 장치는, 상기 제1도금전극 및 상기 제2도금전극에 전기적으로 연결되며, 상기 제1도금전극 및 상기 제2도금전극에 전원을 공급 가능한 전원부;를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 차폐부재는, 상기 전원부가 상기 제2도금전극에만 전원을 공급한 경우에 상기 차폐위치로 전환될 수 있다.
상기 수평셀 전기 도금 장치는, 상기 제1도금전극의 일측에 설치되어 상기 차폐부재의 일측에 연결되며, 회전에 의해서 상기 차폐부재를 상기 개방위치로 전환시키는 제1와인더; 그리고 상기 제1도금전극의 타측에 설치되어 상기 차폐부재의 타측에 연결되며, 회전에 의해서 상기 차폐부재를 상기 차폐위치로 전환시키는 제2와인더;를 포함할 수 있다.
상기 제2와인더는, 복수 개일 수 있다. 이때, 상기 수평셀 전기 도금 장치는, 상기 제2와인더 및 상기 차폐부재의 사이에 배치되며, 상기 제2와인더 및 상기 차폐부재의 타측을 연결하는 연결부재; 그리고 상기 복수 개의 제2와인더를 서로 연결하며, 상기 제2와인더와 함께 회전 가능한 회전축;을 더 포함할 수 있다.
상기 차폐부재는, 상기 제1도금전극의 일면에 대응되도록 판형으로 형성될 수 있다.
상기 차폐부재는, 부도체 재질 또는 부도체 재질이 코팅된 부재로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 수평셀 전기 도금 장치의 제어방법은, 강판의 일측 및 타측에 각각 배치되는 제1도금전극 및 제2도금전극을 포함하는 수평셀 전기 도금 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 제1도금전극과 상기 강판과의 사이에 배치되는 차폐부재가 상기 제2도금전극에 대하여 상기 제1도금전극을 차폐하는 차폐위치로 전환되는 차폐단계를 포함할 수 있다.
상기 차폐단계는, 상기 제1도금전극에는 전원이 인가되지 않고, 상기 제2도금전극에 전원이 인가된 경우에 상기 차폐부재가 상기 차폐위치로 전환될 수 있다.
본 발명에 따른 수평셀 전기 도금 장치 및 그 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 수평셀에서 강판의 편면 도금시 두 개의 도금전극 사이에 유도전류가 흐르는 것을 차단함으로써 강판의 반대면이 도금되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 강판의 편면 도금을 연속적으로 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 수평셀 타입의 전기도금장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 상부 도금전극에 도금전류(＋)를 공급하지 않고 하부 도금전극에만 도금전류(＋)를 공급한 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수평셀 전기 도금 장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 차폐부재가 개방위치로 전환된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 차폐부재가 차폐위치로 전환된 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 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 일반적인 수평셀 타입의 전기도금장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 수평셀 타입의 전기도금장치는 상하로 배치되는 한 쌍의 도금전극(1a, 1b) 사이의 공간을 통해 강판(S)이 진행하며, 용액노즐(2)을 통해 상기 강판(S)과 도금전극(1a, 1b) 사이의 간격으로 도금용액이 공급된다.
또한, 도금전극(1a, 1b)의 양측으로는 강판(S)에 도금전류(-)를 공급하기 위해 스틸 재질의 높은 경도로 구성된 도금롤(3)과, 도금롤(3)이 설치된 강판(S)의 반대쪽으로 강판(S)을 대략 4∼5kg/㎠의 압하력으로 도금롤(3)에 밀착되게 하여 강판(S)을 이송시키는 백업롤(4)이 설치된다.
도금전극(1a, 1b) 및 도금전극(1a, 1b)의 전후에 배치된 도금롤(3)과 백업롤(4)로 둘러싸여 도금용액(5)이 충진됨에 따라 도금공정이 이루어지는 소정의 공간인 도금셀이 마련된다. 이에 따라 강판(S)이 도금롤(3)과 백업롤(4) 사이에서 접촉하여 도금롤(3) 및 백업롤(4)이 회전에 의해 이송되는 도중 도금셀에서는 도금롤(3)을 통해 음극의 도금전류가 강판(S)에 공급되게 하여 표면이 미려하고 색상이 우수한 도금제품의 생산을 연속적으로 가능하게 한다. 또한, 도금셀의 전후에 배치된 도금롤(3)과 백업롤(4)의 하부에는 도금셀에서 배출된 도금용액(5)을 수거하기 위한 드립팬(6)이 각각 설치된다.
도 2는 도 1의 상부 도금전극에 도금전류(＋)를 공급하지 않고 하부 도금전극에만 도금전류(＋)를 공급한 상태를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 상부 도금전극(10)에는 도금전류(＋)를 공급하지 않고 하부 도금전극(20)에만 도금전류(＋)를 공급한 상태에서, 일방향으로 진행하는 강판(S)에 도금전류(―)를 공급함으로써 연속적으로 강판(S)의 일면(하부면)을 도금한다. 이때, 상부 도금전극(10)과 하부 도금전극(20)의 간격은 18[㎜]로 미세하기 때문에 상부 도금전극(10)에도 유도전류(＋)가 흐르게 되어 강판(S)의 타면(상부면)도 도금이 된다는 문제가 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수평셀 전기 도금 장치의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 수평셀 전기 도금 장치는(100)는 강판(S)의 일면 도금시 강판(S)의 타면까지 도금되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상부 도금전극(10), 하부 도금전극(20), 차폐부재(30) 및 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
상부 도금전극(10) 및 하부 도금전극(20)은 일방향으로 진행하는 강판(S)의 상부 및 하부에 각각 배치되며, 강판(S)의 도금시 도금전류(＋)가 각각 공급될 수 있다. 즉, 상부 도금전극(10), 하부 도금전극(20) 및 강판(S)에는 전원부(미도시)에 의해서 전원이 인가될 수 있다. 강판(S)의 일면(상부면) 도금시에는 상부 도금전극(10)에만 도금전류(＋)가 공급되며, 강판(S)의 타면(하부면) 도금시에는 하부 도금전극(20)에만 도금전류(＋)가 공급된다. 한편, 정압노즐(미도시)을 통해 강판(S)과 상부 도금전극(10) 및 강판(S)과 하부 도금전극(10) 사이의 간격으로 도금용액이 공급될 수 있다.
차폐부재(30)는 상부 도금전극(10)과 강판(S)의 사이에 배치되며, 강판(S)의 타면(하부면) 도금시에는 상부 도금전극(10)에 하부 도금전극(20)으로부터 유도되는 유도전류(＋)가 흐르지 않도록 상부 도금전극(10)을 차폐하는 차폐위치로 전환될 수 있다. 강판(S)의 양면 도금시에는 차폐부재(30)는 상부 도금전극(10)을 개방하는 개방위치로 전환될 수 있다.
한편, 차폐부재(30)는 하부 도금전극(20)과 강판(S)의 사이에 배치되며, 강판(S)의 일면(상부면) 도금시에는 하부 도금전극(20)에 상부 도금전극(10)으로부터 유도되는 유도전류(＋)가 흐르지 않도록 하부 도금전극(20)을 차폐하는 차폐위치로 전환될 수 있다. 강판(S)의 양면 도금시에는 차폐부재(30)는 하부 도금전극(20)을 개방하는 개방위치로 전환될 수 있다.
차폐부재(30)는 상부 도금전극(10)의 하면을 상부 도금전극(10)의 크기에 대응하여 차폐하도록 좌우로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 차폐부재(30)의 가로 및 세로길이는 각각 상부 도금전극(10)의 가로 및 세로길이 이상인 것이 바람직하다.차폐부재(30)는 후술할 제1와인더(40) 또는 제2와인더(50)에 의해서 수평 이동할 수 있다.
차폐부재(30)는 폴리우레탄(Polyurethane) 계열의 고무와 같은 부도체 재질 또는 부도체 재질이 코팅된 금속부재일 수 있다. 차폐부재(30)는 상부 도금전극(10) 또는 하부 도금전극(20)의 일면을 차폐할 수 있는 한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 즉, 차폐부재(30)는 사각판 형상을 가질 수 있다.
도 4는 도 3의 차폐부재가 개방위치로 전환된 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 3의 차폐부재가 차폐위치로 전환된 상태를 나타낸 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 구동부(미도시)는 차폐부재(30)가 상기 차폐위치 및 상기 개방위치로 전환하도록 구동력을 제공하며, 제1와인더(40), 제1구동모터(42), 제2와인더(50), 제2구동모터(58)를 포함할 수 있다.
제1와인더(40)는 상부 도금전극(10)의 일측에 설치되며, 차폐부재(30)의 일측에 연결된다. 제1와인더(40)는 회전에 의해서 차폐부재(30)가 제1와인더(40)에 감기게 함으로써(제2와인더(50)로부터 풀리게 함으로써), 차폐부재(30)를 상기 개방위치로 전환할 수 있다. 제1와인더(40)에는 제1구동모터(42)가 연결되며, 제1구동모터(42)는 제1와인더(40)에 회전 구동력을 제공한다.
제2와인더(50)는 상부 도금전극(10)의 타측에 설치되며, 차폐부재(30)의 타측에 연결된다. 제2와인더(50)는 회전에 의해서 차폐부재(30)가 제2와인더(50)에 감기게 함으로써(제1와인더(40)로부터 풀리게 함으로써), 차폐부재(30)를 상기 차폐위치로 전환할 수 있다. 제2와인더(50)에는 제2구동모터(58)가 연결되며, 제2구동모터(58)는 제2와인더(50)에 회전 구동력을 제공한다.
제2와인더(50)는 복수의 제2와인더(52, 54), 제2와인더(52)와 제2와인더(54)를 연결하며 제2와인더(52, 54)와 함께 회전하는 회전축(56)을 포함할 수 있다. 제2와인더(50)는 연결부재(60)를 통해서 차폐부재(30)와 연결될 수 있으며, 연결부재(60)는 티나늄(Titanium) 또는 스테인레스 스틸(STS) 소재의 와이어(Wire)가 사용될 수 있다. 예를 들면, 연결부재(60)는 제2와인더(52, 54)와 차폐부재(30)와의 사이에 배치되며, 제2와인더(52, 54)와 차폐부재(30)를 연결한다. 이때, 연결부재(60)는 상부 도금전극(10)이 전부 개방될 수 있도록 상부 도금전극(10)의 길이보다 긴 것이 바람직하다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 실시예에 따른 차폐부재(30)의 개방위치 및 차폐위치를 설명한다.
도 4에서와 같이, 강판(S)의 상면 및 하면을 모두 도금시에는 상부 도금전극(10) 및 하부 도금전극(20)에는 전원부의 양극이 연결되어 상부 도금전극(10) 및 하부 도금전극(20)에는 도금전류(＋)가 공급된다. 이때, 상부 도금전극(10)과 강판(S)과의 사이에는 차폐부재(30)가 더 이상 위치하지 않아야 한다.
제1구동모터(42)는 기설정된 방향으로 회전하여 차폐부재(30)를 제1와인더(40)에 감으며, 이와 동시에 제2와인더(50)에 감긴 차폐부재(30)는 제2와인더(50)로부터 풀려서 상기 개방위치에 위치하게 된다. 따라서, 상부 도금전극(10)의 하부에는 연결부재(60)만이 위치하게 되며, 이에 따라서 강판(S)의 양면이 도금될 수 있게 된다.
도 5에서와 같이, 강판(S)의 하면만 도금시에는 하부 도금전극(10)만 전원부의 양극이 연결되어 하부 도금전극(20)에만 도금전류(＋)가 공급된다. 이때, 상부 도금전극(10)과 강판(S)과의 사이에는 차폐부재(30)가 위치하여 상부 도금전극(10)을 하부 도금전극(20)으로무터 차폐해야 한다.
제2구동모터(58)는 상기 기설정된 방향과 반대 방향으로 회전하여 강판(S)을 제2와인더(50)에 감으며, 이와 동시에 제1와인더(40)에 감겼던 차폐부재(30)는 제1와인더(40)로부터 풀려서 상기 차폐위치에 위치하게 된다.
결과적으로, 본 실시예에 따른 수평셀 강판 도금 장치는 차폐부재를 개방위치 및 차폐위치로 전환함으로써, 강판의 양면을 동시에 도금할 수 있을 뿐만 아니라, 강판의 일면만 도금시에 강판의 다른 면이 도금되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.
10: 상부 도금전극 20: 하부 도금전극
30: 차폐부재 40: 제1와인더
42: 제1구동모터 50: 제2와인더
58: 제2구동모터 60: 연결부재

Claims (8)

  1. 강판의 일측 및 타측에 각각 배치되는 제1도금전극 및 제2도금전극;
    상기 제1도금전극과 상기 강판과의 사이에 배치되며, 상기 제2도금전극에 대하여 상기 제1도금전극을 차폐하는 차폐위치 및 상기 제1도금전극을 개방하는 개방위치로 전환 가능한 차폐부재;
    상기 제1도금전극의 일측에 설치되어 상기 차폐부재의 일측에 연결되며, 회전에 의해 상기 차폐부재를 권선함으로써 상기 차폐부재를 상기 개방위치로 전환시키는 제1와인더; 및
    상기 제1도금전극의 타측에 설치되어 상기 차폐부재의 타측에 연결되며, 회전에 의해 상기 차폐부재를 상기 제1와인더로부터 풀리게 함으로써 상기 차폐부재를 상기 차폐위치로 전환시키는 제2와인더;를 포함하는, 수평셀 전기 도금 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수평셀 전기 도금 장치는,
    상기 제1도금전극 및 상기 제2도금전극에 전기적으로 연결되며, 상기 제1도금전극 및 상기 제2도금전극에 전원을 공급 가능한 전원부;를 더 포함하되,
    상기 차폐부재는,
    상기 전원부가 상기 제2도금전극에만 전원을 공급한 경우에 상기 차폐위치로 전환되는, 수평셀 전기 도금 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2와인더는, 복수 개이며,
    상기 수평셀 전기 도금 장치는,
    상기 제2와인더 및 상기 차폐부재의 사이에 배치되며, 상기 제2와인더 및 상기 차폐부재의 타측을 연결하는 연결부재; 및
    상기 복수 개의 제2와인더를 서로 연결하며, 상기 제2와인더와 함께 회전 가능한 회전축;을 더 포함하는, 수평셀 전기 도금 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 차폐부재는,
    상기 제1도금전극의 일면에 대응되도록 판형으로 형성된, 수평셀 전기 도금 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 차폐부재는,
    부도체 재질 또는 부도체 재질이 코팅된 부재로 형성된, 수평셀 전기 도금 장치.
  7. 강판의 일측 및 타측에 각각 배치되는 제1도금전극 및 제2도금전극을 포함하는 수평셀 전기 도금 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 제1도금전극 및 상기 제2도금전극 중 적어도 하나에 전원을 인가하는 단계;
    상기 제1 및 제2도금전극 모두에 전원이 인가된 경우, 상기 제1도금전극의 일측에 설치된 제1와인더를 회전시켜 상기 제1도금전극과 상기 강판 사이에 배치된 차폐부재를 권선함으로써 상기 제2도금전극에 대하여 상기 제1도금전극을 개방하는 개방위치로 전환하는 개방단계; 및
    상기 제2도금전극에만 전원이 인가된 경우, 상기 제1도금전극의 타측에 설치된 제2와인더를 회전시켜 상기 차폐부재를 상기 제1와인더로부터 풀리게 함으로써 상기 제2도금전극에 대하여 상기 제1도금전극을 차폐하는 차폐위치로 전환되는 차폐단계를 포함하는, 수평셀 전기 도금 장치의 제어방법.
  8. 삭제
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