KR101631484B1 - 니켈도금용액 관리 장치 - Google Patents

Abstract

니켈도금용액 관리 장치가 개시되어 있다. 개시된 니켈도금용액 관리 장치는, 니켈도금용액이 충진된 니켈도금탱크와, 상기 니켈도금탱크의 내부에 회전 가능하게 설치되면서 상기 니켈도금용액에 포함된 철분을 끌어당겨 부착하는 마그네트 트랩을 포함하되, 철분 부착에 따른 상기 마그네트 트랩의 하중 변화의 측정을 가능하게 구성할 수 있다.

Description

니켈도금용액 관리 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING NIKEL PLATING SOLUTION}

본 발명은 니켈도금용액 관리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 니켈도금용액 내의 철분을 제거하여 니켈도금용액 농도 측정의 정확도를 향상시키고 농도 측정을 용이하게 하기 위한 니켈도금용액 관리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉연강판 제조시 740~760℃ 정도의 높은 온도에서 소둔을 실시한 후 수냉시키면 강판의 표면에 산화물이 형성되어 표면 색상이 흑색 또는 암청색으로 변하게 된다. 따라서, 이러한 산화물을 제거하기 위해서 강판을 소둔한 후에는 염산 또는 황산 수용액으로 산세처리하여 스케일을 제거한다. 이때, 소둔 후 강판을 산세하게 되면 강판 표면에 존재하는 인산염처리에 좋은 영향을 주는 인(P)이나 망간(Mn) 등이 산세에 의해 제거된다. 그리고, 이러한 강판을 인산염 처리하면 인산염 결정이 조대해지는 문제점이 발생된다.

냉연강판에 대한 인산염처리의 목적은 도장처리시 강판에 대한 페인트의 밀착성을 높이기 위한 것이지만, 전술한 바와 같이 인산염 결정이 조대해지면 페인트의 밀착성이 저하될 뿐만 아니라 도장처리 후의 표면이 거칠어진다.

따라서, 강판에 대한 도장성을 향상시킬 수 있도록 산세처리된 강판의 표면에 소량의 니켈을 도금하게 된다. 즉, 산세처리된 냉연강판의 표면에 니켈을 소량 도금하여 인산염처리하면 니켈과 철의 전기화학적 전위차로 인하여 인산염처리시 인산염 용액 내에서 니켈이 전기화학적으로 비(卑)한 철의 화학적 용출을 촉진시키며, 이로 인하여 인산염 결정핵의 생성을 촉진시켜 결국 인산염 결정이 미세하게 된다.

냉연강판 표면에 니켈을 도금시킬 때 니켈도금용액 중에 불순물 금속이온이 존재하면, 니켈과 함께 불순물 금속이온이 냉연강판의 표면에 도금되어 인산염처리시 인산염 결정이 생성되지 않는다. 즉, 냉연강판 표면에 니켈을 도금시킬 때 냉연강판의 전체 표면에 걸쳐 니켈 이온 이외의 불순물 금속이온이 석출되면 인산염 처리시 국부적인 인산염 핵성장의 편차에 의해 인산염 불량 및 도장 후 표면 얼룩 등의 문제점이 발생된다. 인산염 처리성 및 도장성을 향상시키기 위해서는 냉연 강판 표면에 니켈 도금을 실시할 때 0.1~0.2mg/㎡ 이상의 불순물 금속이온이 석출되어서는 않된다.

따라서, 니켈 도금을 실시할 때 기준치 이상으로 불순물 금속이온이 석출되지 않도록 니켈도금탱크 내의 니켈도금용액의 일부를 순환 라인으로 취출하여 이온 교환 수지법, 전기 투석법, 확산 투석법 등으로 도금액 중의 불순물 금속이온을 제거한 후에 니켈도금탱크로 재투입하여 니켈도금용액의 오염 정도를 희석시키고 있다.

종래에는 니켈도금용액의 청정도를 나타내주는 장치가 별도로 없어 작업자의 주관적 판단에 따라서 니켈도금용액의 순환 타이밍을 결정해 왔다. 그러나, 작업자의 판단에 의존하여 순환 타이밍이 결정됨에 따라서 적기(適期)에 니켈도금용액의 순환이 이루어지지 않아 니켈도금용액의 청정도가 떨어지고 인산염 처리성 및 도장성이 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 인산염 처리성 및 도장성 확보에 필요한 적절한 양의 니켈 도금을 위해서는 니켈도금용액의 니켈 이온을 5~10g/ℓ의 범위로 관리해야 하며, 이를 위해서는 실제 도금이 이루어지는 니켈도금탱크 내의 니켈도금용액의 니켈 농도를 측정할 필요가 있다. 그런데, 니켈도금탱크 내의 니켈도금용액에는 다량의 철분이 포함되어 있어 전도도 계측기를 이용하여 니켈 농도를 측정할 수 없는 바, 순환 라인 상에서 니켈도금용액을 채집하여 니켈 농도를 측정하고 이를 토대로 니켈도금용액의 니켈 농도를 관리하고 있다. 그러나, 순환 라인 상에서 채집된 니켈도금용액의 니켈 농도는 실제 도금이 이루어지는 니켈도금탱크 내의 니켈도금용액의 니켈 농도와 상이하므로 니켈 농도를 제대로 관리할 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국공개특허공보 제10-2013-0127921호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 니켈도금용액 내의 철분을 제거하여 니켈도금용액 농도 측정의 정확도를 향상시키고 농도 측정을 용이하게 하기 위한 니켈도금용액 관리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 견지에 따른 니켈도금용액 관리 장치는, 니켈도금용액이 충진된 니켈도금탱크와, 상기 니켈도금탱크의 내부에 회전 가능하게 설치되면서 상기 니켈도금용액에 포함된 철분을 끌어당겨 부착하는 마그네트 트랩을 포함하되, 철분 부착에 따른 상기 마그네트 트랩의 하중 변화의 측정을 가능하게 구성할 수 있다.

상기 마그네트 트랩은 그 양단에 연결되며 상기 니켈도금탱크의 측벽에 형성된 구멍을 통과하여 상기 니켈도금탱크의 외부로 돌출된 축을 포함하여 회전 가능하게 제공되고, 상기 탱크의 측벽 구멍에는 상기 축을 둘러싸고 상기 구멍을 막도록 설치된 실링부재가 제공되며, 상기 니켈도금탱크의 외부에서 상기 축의 하부에 설치되는 로드 셀을 포함하여 상기 마그네트 트랩의 철분 부착에 따른 하중 변화를 측정할 수 있다.

상기 마그네트 트랩은 상기 니켈도금탱크 내부에 설치되어 스트립의 진행 방향을 전환시키는 침적롤의 하측에 배치될 수 있다.

상기 구멍은 상기 마그네트 트랩이 상기 니켈도금탱크의 바닥에 닿지 않도록 상기 니켈도금탱크의 바닥으로부터 일정 높이만큼 위에 설치될 수 있다.

그리고, 상기 니켈도금용액 관리 장치는 상기 니켈도금탱크의 외부에 상기 로드 셀을 지지하도록 제공된 지지대와, 상기 로드 셀에서 측정된 마그네트 트랩의 하중 변화값을 수신하여 모니터상에 디스플레이하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 니켈도금탱크 내의 니켈도금용액에 포함되어 있는 철분이 마그네트 트랩에 부착되어 니켈도금탱크 내의 니켈도금용액에 포함되어 있는 철분이 제거되므로 전도도 계측기를 이용하여 니켈도금탱크 내의 니켈도금용액을 용이하고 정확하게 측정할 수 있다.

게다가, 마그네트 트랩에 부착되는 철분의 양을 측정하여 운전자에게 제공함으로써 운전자가 보다 정확한 타이밍에 니켈도금용액을 순환시킬 수 있게 되므로 니켈도금용액의 청정도를 개선할 수 있다. 그리고, 이러한 작업의 결과로 니켈도금용액의 청정도가 개선되므로 인산염 처리성 및 도장성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 니켈도금용액 관리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 니켈도금용액 관리 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 니켈도금용액 관리 장치에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

이하, 설명되는 실시예는 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기 위하여 가장 적합한 실시예를 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니라 이하 설명되는 실시예와 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 니켈도금용액 관리 장치를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 니켈도금용액(1)이 충진된 니켈도금탱크(2)의 상부 양측에 음전위가 인가되는 한 쌍의 통전롤(미도시)이 간격을 두고 나란히 배치되어 있고, 니켈도금탱크(2)의 내부 하측에는 도금될 스트립(S)의 진행방향을 180°전환시키는 침적롤(3)이 설치되어 스트립(S)을 소정의 도금 경로 상으로 이송시키도록 구성되어 있다.

니켈도금탱크(2)의 내부에는 스트립(S)과 간섭을 일으키지 않도록 침적롤(3)의 하측으로 마그네트 트랩(10)이 설치되어 있다. 마그네트 트랩(10)은 니켈도금탱크(2)에 충진된 니켈도금용액(1) 내의 철분을 부착하기 위한 수단으로, 마그네트 트랩(10)의 양단에는 접합용접 또는 볼트체결에 의하여 축(20)이 연결된다.

축(20)은 마그네트 트랩(10)의 양단에 연결되며 니켈도금탱크(2)의 측벽에 형성된 구멍(H)을 통과하여 니켈도금탱크(2)의 외부로 돌출되도록 구성된다.

니켈도금탱크(2) 외부로 돌출된 축(20)의 하부에는 로드 셀(30)이 설치되어 있다. 로드 셀(30)은 축(20) 하부에 설치되어, 철분 부착에 따른 마그네트 트랩(10)의 하중 변화를 측정한다. 즉, 마그네트 트랩(10)에 철분이 부착되면 로드 셀(30)에는 기존에 부가되고 있는 마그네트 트랩(10)의 하중에 철분의 하중이 추가로 부가되는데, 이때 새롭게 부가된 철분의 하중에 의해 로드 셀(30)이 측정하는 하중 값에 변화가 발생하게 되므로, 마그네트 트랩(10)의 하중 변화를 측정할 수 있는 것이다. 도면부호 50은 니켈도금탱크(2)의 외측에 설치되어 로드 셀(30)을 지지하는 지지대를 나타낸다.

이때, 마그네트 트랩(10)이 니켈도금탱크(2)의 바닥에 닿게 되면 마그네트 트랩(10)의 하중이 로드 셀(30)에 부가되지 않아 마그네트 트랩(10)의 하중을 측정할 수 없으므로, 상기 구멍(H)은 마그네트 트랩(10)이 니켈도금탱크(2)의 바닥에 닿지 않도록 니켈도금탱크(2)의 바닥으로부터 일정 높이만큼 위에 설치된다.

니켈도금용액(1)이 니켈도금탱크(2)의 외부로 누출되지 않도록 구멍(H)에는 축(20)을 둘러싸는 둥근 띠 모양의 실링부재(40)가 설치되어 있다. 실링부재(40)는 마그네트 트랩(10)의 하중이 로드 셀(30)에 부가될 수 있도록 유연성 있게 변형 가능한 형태 및 재질의 것으로 구성될 수 있다. 예컨대, 실링부재(40)로는 벨로우즈가 사용될 수 있다.

로드 셀(30)에서 측정된 하중 변화값은 유선 또는 무선 장치를 통해서 제어부(60)로 전송된다. 제어부(60)는 로드 셀(30)로부터 하중 변화값을 수신하여 수신된 하중 변화값을 모니터(70) 상에 디스플레이한다. 이러한 제어부(60)의 동작은 소프트웨어적으로 실현될 수 있다.

전술한 본 발명에 따르면, 니켈도금탱크 내의 니켈도금용액에 포함되어 있는 철분이 마그네트 트랩에 부착되어 니켈도금탱크 내의 니켈도금용액에 포함되어 있는 철분이 제거되므로 전도도 계측기를 이용하여 니켈도금탱크 내의 니켈도금용액을 용이하고 정확하게 측정할 수 있다. 게다가, 마그네트 트랩에 부착되는 철분의 양을 측정하여 운전자에게 제공함으로써 운전자가 보다 정확한 타이밍에 니켈도금용액을 순환시킬 수 있게 되므로 니켈도금용액의 청정도를 개선할 수 있다. 그리고, 이러한 작업의 결과로 니켈도금용액의 청정도가 개선되므로 인산염 처리성 및 도장성을 향상시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 니켈도금용액
2: 니켈도금탱크
3: 침적롤
S: 스트립
10: 마그네트 트랩
20: 축
30: 로드 셀
40: 실링부재
50: 지지대
60: 제어부
70: 모니터

Claims (6)

1. 니켈도금용액이 충진된 니켈도금탱크;
   상기 니켈도금탱크의 내부에 회전 가능하게 설치되면서 상기 니켈도금용액에 포함된 철분을 끌어당겨 부착하는 마그네트 트랩;및
   철분 부착에 따른 상기 마그네트 트랩의 하중 변화의 측정하는 로드 셀;을 포함하며,
   상기 마그네트 트랩은 그 양단에 연결되며 상기 니켈도금탱크의 측벽에 형성된 구멍을 통과하여 상기 니켈도금탱크의 외부로 돌출된 축을 포함하여 회전 가능하게 제공되고,
   상기 니켈도금탱크의 측벽 구멍에는 상기 축을 둘러싸고 상기 구멍을 막도록 설치된 실링부재가 제공되며,
   상기 로드 셀은 상기 니켈도금탱크의 외부에서 상기 축의 하부에 설치되어 철분 부착에 따른 상기 마그네트 트랩의 하중 변화를 측정하는 니켈도금용액 관리 장치.
   
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서, 상기 마그네트 트랩은 상기 니켈도금탱크 내부에 설치되어 스트립의 진행 방향을 전환시키는 침적롤의 하측에 배치된 니켈도금용액 관리 장치.
   
4. 제1 항에 있어서, 상기 구멍은 상기 마그네트 트랩이 상기 니켈도금탱크의 바닥에 닿지 않도록 상기 니켈도금탱크의 바닥으로부터 일정 높이만큼 위에 설치된 니켈도금용액 관리 장치.
   
5. 제1 항에 있어서, 상기 니켈도금탱크의 외부에 상기 로드 셀을 지지하도록 제공된 지지대를 더 포함하는 니켈도금용액 관리 장치.
   
6. 제1 항에 있어서, 상기 로드 셀에서 측정된 마그네트 트랩의 하중 변화값을 수신하여 모니터상에 디스플레이하는 제어부를 더 포함하는 니켈도금용액 관리 장치.

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