KR101886782B1

KR101886782B1 - 수평셀 도금장치 및 처리 장치

Info

Publication number: KR101886782B1
Application number: KR1020160174320A
Authority: KR
Inventors: 박대용; 김기동; 진용희
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2018-08-08
Also published as: KR20180071567A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 수평셀 도금장치는, 피처리재의 상부 및 하부에 각각 설치되어 상기 피처리재를 향해 처리액을 분사하는 상부도금전극 및 하부도금전극; 상기 상부도금전극의 전방 및 후방에 각각 설치되어 상기 피처리재를 상기 피처리재의 폭방향과 수직한 방향으로 진행시키는 전방컨덕트롤 및 후방컨덕트롤; 상기 피처리재를 기준으로 상기 전방컨덕트롤 및 상기 후방컨덕트롤의 하부에 각각 설치되어 상기 전방컨덕트롤 및 상기 후방컨덕트롤을 지지하는 전방백업롤 및 후방백업롤; 상기 상부도금전극과 상기 전방컨덕트롤 사이에 설치되며, 후방을 향해 하향경사진 방향으로 유체를 분사하는 전방상부커튼노즐; 상기 상부도금전극과 상기 후방컨덕트롤 사이에 설치되며, 전방을 향해 하향경사진 방향으로 상기 유체를 분사하는 후방상부커튼노즐; 상기 하부도금전극과 상기 전방백업롤 사이에 설치되며, 후방을 향해 상향경사진 방향으로 상기 유체를 분사하는 전방하부커튼노즐; 그리고 상기 하부도금전극과 상기 후방백업롤 사이에 설치되며, 전방을 향해 상향경사진 방향으로 상기 유체를 분사하는 후방하부커튼노즐을 포함한다.

Description

수평셀 도금장치 및 처리 장치{APPARATUS FOR PLATING WITH HORIZONTAL CELL AND APPARATUS FOR PROCESSING}

본 발명은 수평셀 도금장치 및 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 처리롤의 회전에 의해 진행하는 피처리재에 처리액을 분사하여 도금하거나 처리하는 수평셀 도금장치 및 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 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.

이를 위한 전기도금 장치는 일반적으로 카로젤셀(Carosel cell)과 수평셀(Horizontal cell)로 구분된다. 카로젤셀 전기도금장치는 전해조 내에 컨덕트롤이 구비된 구조로, 컨덕트롤과 강판과의 접촉면적이 넓기 때문에 생산성이 좋고, 80g/㎡ 이상의 후도금 생산에 유리하다. 그러나, 카로젤셀 전기도금장치는 결정적으로 밴드마크(band mark)의 발생을 피할 수 없는 결점이 있어 고급 제품의 생산에는 적합하지 않다.

이에 최근 수평셀 방식을 이용한 전기 도금장치가 많이 사용되고 있다. 수평셀 전기도금장치는 도금용 셀이 수평으로 누워있는 구조이며, 상부와 하부에 배치되며 양극으로 작용하는 한 쌍의 도금전극 사이로 도금 소재가 되는 강판이 지나가며, 강판이 음극으로 작용하여 도금이 진행된다. 수평셀 전기도금장치는 대개 황산욕 도금용액을 사용하며, 도금전극(Anode)은 불용성으로 길이가 1,500 ~ 2,000 mm 이며 전류밀도는 약 2000 A/dm, 도금 셀당 전류 50 KA로 작업하고 고전류밀도로 조업이 가능한 강판의 상, 하면에 도금을 한다.

수평셀의 전후단에는 강판에 음극의 전류를 인가하여 유지하기 위한 컨덕트롤(전도성 롤, conductor roll)과, 강판을 사이에 두고 컨덕트롤을 받쳐 지지하는 백업롤이 배치된다.

수평셀 내에 도금용액이 공급되고 도금 공정이 개시되면, 강판이 컨덕트롤의 회전에 의해 수평셀 내부를 이동하며, 수평셀 내에 채워져 있는 도금용액의 일부가 강판의 이동방향으로 흐름을 형성한다. 이로 인해, 강판이 도금용액을 끌고 이동하는 형태가 된다. 이러한 도금용액의 흐름에 의해 수평셀 후단에 배치된 컨덕트롤은 도금용액과 충분히 접할 수 있다.

도금용액은 전기전도도의 개선은 물론, 컨덕트롤과 강판의 마찰을 줄여주는 역할을 하며, 이를 통해 컨덕트롤의 표면 및 강판의 표면 손상이 최소화되고 제품의 불량을 방지할 수 있다.

한국공개특허공보 2012-0063824호 2012.06.18.

본 발명의 목적은 이물질이 컨덕트롤이나 백업롤, 처리롤에 달라붙는 것을 방지할 수 있는 수평셀 도금장치 및 처리 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 컨덕트롤이나 백업롤, 처리롤의 오염을 방지할 수 있는 수평셀 도금장치 및 처리 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

상기 전방상부커튼노즐은 상기 전방컨덕트롤을 향해 하향경사지도록 상기 유체를 분사하는 전방댐핑노즐구를 가질 수 있다.

상기 전방댐핑노즐구는 상기 전방컨덕트롤과 대향되는 상기 전방상부커튼노즐의 일면에 체결된 전방측면댐핑노즐구와, 상기 피처리재와 대향되는 상기 전방상부커튼노즐의 하부면에 체결된 전방하부댐핑노즐구를 가질 수 있다.

상기 전방댐핑노즐구는 상기 피처리재의 이동방향과 수직한 방향에 따른 폭방향을 따라 배치된 슬롯 형상일 수 있다.

상기 전방상부커튼노즐은, 상기 유체가 채워지는 공급공간이 내부에 형성되는 공급헤드; 그리고 상기 공급헤드에 연결되고 상기 공급공간과 연통되는 확산공간이 내부에 형성되며, 상기 확산공간 및 상기 전방댐핑노즐구와 연통된 분사구를 가지는 확산헤드를 구비할 수 있다.

상기 확산공간은 하부를 향해 단면적이 증가하는 형상일 수 있다.

상기 유체는 상기 처리액이며, 상기 수평셀 도금장치는, 상기 처리액이 저장된 처리액 탱크; 상기 처리액 탱크로부터 상기 처리액을 공급받아 상기 상부도금전극 및 상기 하부도금전극에 공급하는 처리액 공급부; 그리고 상기 처리액 탱크로부터 상기 처리액을 공급받아 여과하는 필터장치를 더 포함하되, 상기 전방상부커튼노즐 및 상기 후방상부커튼노즐, 상기 전방하부커튼노즐 및 상기 후방하부커튼노즐은 상기 필터장치로부터 상기 처리액을 공급받으며, 상기 전방상부커튼노즐 및 상기 후방상부커튼노즐, 상기 전방하부커튼노즐 및 상기 후방하부커튼노즐에 공급된 상기 처리액은 상기 처리액 공급부에 공급된 상기 처리액에 비해 순도가 높을 수 있다.

상기 수평셀 도금장치는, 상기 전방상부커튼노즐의 양측에 연결되어 상기 전방상부커튼노즐로부터 토출된 상기 유체가 상기 전방상부커튼노즐의 양측을 통해 상기 피처리재의 외측으로 흘러나가는 것을 제한하는 전방상부댐핑플레이트를 더 포함할 수 있다.

상기 전방상부댐핑플레이트는 상기 전방컨덕트롤과 인접한 일단이 상기 전방컨덕트롤과 동일한 중심을 가진 원호 형상일 수 있다.

상기 전방상부커튼노즐의 하부에서, 상기 유체의 압력이 상기 처리액의 압력보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 처리 장치는, 피처리재를 향해 처리액을 분사하는 처리용 셀; 상기 피처리재의 표면에 밀착되어 회전에 의해 상기 피처리재를 상기 피처리재의 폭방향과 수직한 방향으로 진행시키는 처리롤; 그리고 상기 처리용 셀과 상기 처리롤 사이에 설치되며, 상기 처리롤을 향해 유체를 분사하여 상기 처리액이 상기 처리롤에 접근하는 것을 제한하는 커튼노즐을 포함한다.

상기 커튼노즐은 상기 처리롤을 향해 하향경사지도록 상기 유체를 분사하는 댐핑노즐구를 가질 수 있다.

상기 댐핑노즐구는 상기 처리롤과 대향되는 상기 커튼노즐의 일면에 체결된 측면댐핑노즐구와, 상기 피처리재와 대향되는 상기 커튼노즐의 하부면에 체결된 하부댐핑노즐구를 가질 수 있다.

상기 커튼노즐은, 상기 유체가 채워지는 공급공간이 내부에 형성되는 공급헤드; 그리고 상기 공급헤드에 연결되고 상기 공급공간과 연통되는 확산공간이 내부에 형성되며, 상기 확산공간 및 상기 전방댐핑노즐구와 연통된 분사구를 가지는 확산헤드를 구비할 수 있다.

상기 유체는 상기 처리액이며, 상기 처리 장치는, 상기 처리액이 저장된 처리액 탱크; 상기 처리액 탱크로부터 상기 처리액을 공급받아 상기 처리용 셀에 공급하는 처리액 공급부; 그리고 상기 처리액 탱크로부터 상기 처리액을 공급받아 여과하는 필터장치를 더 포함하되, 상기 커튼노즐은 상기 필터장치로부터 상기 처리액을 공급받으며, 상기 커튼노즐에 공급된 상기 처리액은 상기 처리액 공급부에 공급된 상기 처리액에 비해 순도가 높을 수 있다.

상기 처리 장치는, 상기 커튼노즐의 양측에 연결되어 상기 커튼노즐로부터 토출된 상기 유체가 상기 커튼노즐의 양측을 통해 상기 피처리재의 외측으로 흘러나가는 것을 제한하는 댐핑플레이트를 더 포함할 수 있다.

상기 커튼노즐의 하부에서, 상기 유체의 압력이 상기 처리액의 압력보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 순도가 높은 도금액(또는 처리액)을 컨덕트롤 또는 백업롤을 향해 하향경사진 방향으로 분사함으로써 순도가 낮은 도금액(또는 처리액이 컨덕트롤 또는 백업롤에 접근하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 노즐의 양측에 설치된 댐핑플레이트를 통해 순도가 높은 도금액이 피처리재의 외측으로 흘러나가는 것을 제한할 수 있다.

도 1은 일반적인 수평셀 도금장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 수평셀에 도금용액을 공급하고 포집통을 통해 회수하는 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평셀 도금장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 컨덕트롤 및 백업롤과 커튼노즐 및 댐핑플레이트를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시한 커튼노즐 및 댐핑플레이트를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시한 커튼노즐 및 댐핑플레이트를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 3에 도시한 수평셀 및 커튼노즐에 도금용액을 공급하고 포집통을 통해 회수하는 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 3 및 도 4에 도시한 수평셀 도금장치의 작동상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 9를 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.

한편, 본 실시예에서는 수평셀 도금장치를 예로 들어 설명하고 있으나, 커튼노즐은 처리액을 분사하여 피처리재를 처리하는 다른 방식의 장치에도 응용될 수 있다.

도 1은 일반적인 수평셀 도금장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 수평셀 도금장치는 수평셀(12,14)과 컨덕트롤(20) 및 백업롤(22)을 구비한다. 강판(P)은 수평셀(12,14) 사이를 대체로 수평한 상태에서 진행하며, 컨덕트롤(20)은 강판(P)의 진행방향을 기준으로 수평셀(12,14)의 전방 및 후방에 각각 배치되어 강판(P)에 밀착된 상태에서 회전하고 이를 통해 강판(P)을 이동시킨다. 도 1에서 강판(P)의 진행방향은 x축 방향을 의미하며, 상하는 y축 방향을 의미한다.

강판(P)은 수평셀(12,14)의 전단과 후단에 형성된 입구와 출구를 통해 이동할 수 있다. 수평셀(12,14)은 내부에 불용성의 아노드 전극(도시안함)이 구비되며, 아연 이온이 포함된 도금 용액을 공급받는다. 백업롤(22)은 강판(S)을 기준으로 컨덕트롤(20)의 반대편에 위치하며, 컨덕트롤(20)을 받쳐 지지한다. 즉, 강판(P)은 컨덕트롤(20)의 회전구동에 따라 컨덕트롤(20)과 백업롤(22)에 의해 진행한다.

수평셀(12,14) 내의 아노드 전극은 정류기로부터 나온 전류를 강판(P)에 인가하는 양극으로 각각 작용하며, 강판(P)은 컨덕트롤(20)로부터 음극 전류를 인가받아 음극으로써 작용한다. 전류를 컨덕트롤(20)과 아노드 전극으로 인가하여 강판(P)에 통전시키면 도금용액의 아연 이온이 전자를 받아서 석출되어 강판(P)의 표면에 달라붙으며 이를 통해 아연 도금이 진행된다.

용액공급부(30)는 수평셀(12,14) 내로 도금용액을 공급한다. 수평셀(12,14)은 강판(P)이 지나갈 수 있도록 사이를 두고 이격되어 상하로 배치되며, 양극으로 작용하는 상부 도금전극(12)과 하부 도금전극(14)을 포함하고 도금용액이 수용된다. 상부 도금전극(12)과 하부 도금전극(14)의 중앙부에 도금용액 공급구가 형성되며, 용액공급부(30)는 공급구에 연결되고 공급구를 통해 도금용액을 수평셀(12,14)의 내부공간으로 공급한다.

수평셀(12,14) 내에 채워져 있는 도금용액은 강판(P)을 향해 토출된 후 강판(P)과 함께 전방으로 이동하거나 강판(P)을 따라 후방으로 이동하며, 컨덕트롤(20)이 강판(P)에 밀착된 상태에서 도금용액은 컨덕트롤(20)에 접한 후 포집통(60)을 통해 회수된다.

도 2는 도 1에 도시한 수평셀에 도금용액을 공급하고 포집통을 통해 회수하는 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 용액공급부(30)는 상부 도금전극(12)/하부 도금전극(14)의 공급구에 연결되어 도금용액을 공급한다. 도금용액은 도금용액 탱크(52)에 채워진 상태에서, 일부는 용액공급부(30)에 공급되며, 일부는 필터장치(54)를 통해 여과된 후 다시 도금용액 탱크(52)로 회수된다. 또한, 포집통(60)을 통해 회수된 도금용액은 일부는 폐기되고 일부는 다시 도금용액 탱크(52)로 회수된다.

다시 도 1을 살펴보면, 도금용액 내에 이물질(F)이 포함된 상태로 강판(P)에 공급될 경우, 이물질(F)은 도금용액과 함께 강판(P)을 따라 이동하여 컨덕트롤(20)에 달라붙을 수 있으며, 이로 인해 강판(P)에 형상불량(D)(dent)이 발생한다. 특히, 컨덕트롤(20)이 회전함에 따라 강판(P)의 도금 표면에 지속적으로 형상불량(D)이 발생하여 작업에 큰 차질을 빚을 수 있다. 도금용액은 수평셀(12,14)에서 토출되기 이전에 메쉬(mesh)를 통과하며, 이 과정에서 이물질이 도금용액으로부터 제거될 수 있으나, 이물질(F)의 크기가 작을 경우 제거하지 못하는 한계가 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평셀 도금장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 이하, 도 1에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하며, 생략된 설명은 도 1에서 설명한 내용으로 대체될 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 수평셀 도금장치는 하나의 컨덕트롤(20)을 기준으로 전후에 각각 배치된 한 쌍의 커튼노즐들과 한 쌍의 댐핑플레이트를 구비한다. 구체적으로, 컨덕트롤(20)은 수평셀(12,14)을 기준으로 전방 및 후방에 각각 설치되며, 한 쌍의 전방커튼노즐들(72a,72b)과 전방댐핑플레이트들(76a,76b)이 수평셀(12,14)의 전방에 설치된 컨덕트롤(20)의 전방 및 후방에 각각 설치되고, 한 쌍의 후방커튼노즐들(74a,74b)과 후방댐핑플레이트들(77a,77b)이 수평셀(12,14)의 후방에 설치된 컨덕트롤(20)의 전방 및 후방에 각각 설치된다. 컨덕트롤(20)의 전후방에 설치된 커튼노즐들은 메인공급라인(73)으로부터 분기된 개별공급라인(72c,74c)이 각각 연결되며, 메인공급라인(73)은 후술하는 도금용액 배출라인(54a)에 연결되어 도금용액이 각 커튼노즐들에 공급될 수 있다.

또한, 수평셀 도금장치는 하나의 백업롤(22)을 기준으로 한 쌍의 커튼노즐들과 한 쌍의 댐핑플레이트를 구비한다. 구체적으로, 백업롤(22)은 수평셀(12,14)을 기준으로 전방 및 후방에 각각 설치되며, 한 쌍의 전방커튼노즐들(82a,82b)과 전방댐핑플레이트들(86a,86b)이 수평셀(12,14)의 전방에 설치된 백업롤(20)의 전방 및 후방에 각각 설치되고, 한 쌍의 후방커튼노즐들(84a,84b)과 후방댐핑플레이트들(87a,87b)이 수평셀(12,14)의 후방에 설치된 백업롤(20)의 전방 및 후방에 각각 설치된다. 백업롤(22)의 전후방에 설치된 커튼노즐들은 메인공급라인(83)으로부터 분기된 개별공급라인(82c,84c)이 각각 연결되며, 메인공급라인(83)은 후술하는 도금용액 배출라인(54a)에 연결되어 도금용액이 각 커튼노즐들에 공급될 수 있다.

도 4는 도 3에 도시한 컨덕트롤 및 백업롤과 커튼노즐 및 댐핑플레이트를 개략적으로 나타내는 도면이다. 이하, 도 4에 도시한 커튼노즐들 및 댐핑플레이트를 예로 들어 설명하며, 이하의 내용은 설명이 생략된 다른 커튼노즐들에 적용될 수 있다.

도 4에 도시한 커튼노즐들 및 댐핑플레이트는 수평셀(12,14)의 전방에 배치된다. 상부커튼노즐(72a,72b)은 컨덕트롤(20)의 전방 및 후방에 각각 설치되며, 도금용액이 개별공급라인(72c)을 통해 상부커튼노즐(72a,72b)에 공급된다.

상부커튼노즐(72a,72b)은 측면댐핑노즐구(172a,172b) 및 하부댐핑노즐구(272a,272b)를 각각 가진다. 측면댐핑노즐구(172a,172b)는 컨덕트롤(20)을 향해 도금용액을 분사하고, 도금용액은 컨덕트롤(20)을 향해 하향경사진 방향으로 분사된다. 다만, 측면댐핑노즐구(172a,172b)는 강판(P)을 향해 도금용액을 분사할 수 있으며, 이를 통해서도 후술하는 커튼 효과(curtain effect)를 발휘할 수 있다.

하부댐핑노즐구(272a,272b)는 강판(P)를 향해 도금용액을 분사하며, 도금용액은 컨덕트롤(20)을 향해 하향경사진 방향으로 분사된다. 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 하부댐핑노즐구(272a,272b)는 컨덕트롤(20)을 향해 도금용액을 분사할 수 있으며, 이를 통해서도 후술하는 커튼 효과(curtain effect)를 발휘할 수 있다.

상부댐핑플레이트들(76a,76b)은 상부커튼노즐(72a,72b)에 연결되어 컨덕트롤(20)의 둘레에 배치되며, 컨덕트롤(20)과 인접한 일단은 컨덕트롤(20)과 동일한 중심을 가진 원호(arc) 형상일 수 있다. 상부댐핑플레이트들(76a,76b)은 상부커튼노즐(72a,72b)로부터 분사된 도금용액이 강판(P)의 폭방향(z축 방향)으로 흘러나가는 것을 제한하며, 이를 통해 도금용액이 상부커튼노즐들(72a,72b)과 컨덕트롤(20)의 사이에 형성된 공간에 채워질 수 있도록 돕는다. 상부댐핑플레이트들(76a,76b)의 하단은 강판(P)에 충분히 근접하도록 배치되어 도금용액의 누설을 제한할 수 있으며, 상부댐핑플레이트들(76a,76b)의 상단은 측면댐핑노즐구(172a,172b) 보다 높게 위치할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상부커튼노즐(72a,72b)이 측면댐핑노즐구(172a,172b) 및 하부댐핑노즐구(272a,272b)를 모두 가지는 것으로 설명하였으나, 필요에 따라 측면댐핑노즐구(172a,172b) 및 하부댐핑노즐구(272a,272b) 중 어느 하나만 구비할 수 있으며, 도금용액의 분사압력을 충분히 확보함으로써 후술하는 커튼 효과(curtain effect)를 발휘할 수 있다.

마찬가지로, 수평셀(12,14)의 후방에 배치된 커튼노즐들(74a,74b) 및 댐핑플레이트(77a,77b)의 경우도 수평셀(12,14)의 전방에 배치된 커튼노즐들(74a,74b) 및 댐핑플레이트(77a,77b)의 경우와 동일하게 적용될 수 있다.

하부커튼노즐(82a,8b)은 측면댐핑노즐구(182a,182b) 및 상부노즐구(282a,282b)를 각각 가진다. 측면댐핑노즐구(182a,182b)는 백업롤(20)을 향해 도금용액을 분사하고, 도금용액은 백업롤(22)을 향해 상향경사진 방향으로 분사된다. 다만, 측면댐핑노즐구(182a,182b)는 강판(P)을 향해 도금용액을 분사할 수 있으며, 이를 통해서도 후술하는 커튼 효과(curtain effect)를 발휘할 수 있다.

상부노즐구(282a,282b)는 강판(P)를 향해 도금용액을 분사하며, 도금용액은 백업롤(22)을 향해 상향경사진 방향으로 분사된다. 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상부노즐구(282a,282b)는 백업롤(22)을 향해 도금용액을 분사할 수 있으며, 이를 통해서도 후술하는 커튼 효과(curtain effect)를 발휘할 수 있다.

하부댐핑플레이트들(86a,86b)은 하부커튼노즐(82a,82b)에 연결되어 백업롤(22)의 둘레에 배치되며, 백업롤(22)과 대향되는 일단은 백업롤(22)과 동일한 중심을 가진 원호(arc) 형상일 수 있다. 하부댐핑플레이트들(86a,86b)은 하부커튼노즐(82a,82b)로부터 분사된 도금용액이 강판(P)의 폭방향(z축 방향)으로 흘러나가는 것을 제한하며, 이를 통해 도금용액이 하부커튼노즐들(82a,82b)과 백업롤(22)의 사이에 형성된 공간에 채워질 수 있도록 돕는다. 하부댐핑플레이트들(86a,86b)의 상단은 강판(P)에 충분히 근접하도록 배치되어 도금용액의 누설을 제한할 수 있으며, 하부댐핑플레이트들(86a,86b)의 하단은 측면댐핑노즐구(182a,182b) 보다 낮게 위치할 수 있다. 다만, 분사된 도금용액은 중력으로 인해 하부(y축 방향)로 낙하하며, 이로 인해 하부댐핑플레이트들(86a,86b)의 역할은 상부댐핑플레이트들(76a,76b)의 역할에 비해 크지 않으므로, 하부댐핑플레이트들(86a,86b)은 생략될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 하부커튼노즐(82a,82b)이 측면댐핑노즐구(182a,182b) 및 상부노즐구(282a,282b)를 모두 가지는 것으로 설명하였으나, 필요에 따라 측면댐핑노즐구(182a,182b) 및 상부노즐구(282a,282b) 중 어느 하나만 구비할 수 있으며, 도금용액의 분사압력을 충분히 확보함으로써 후술하는 커튼 효과(curtain effect)를 발휘할 수 있다.

또한, 강판(P)의 이동방향을 고려하면 이물질(F)은 백업롤(22)의 후방으로부터 유입될 가능성이 높으며, 전방에 위치한 하부커튼노즐(82a)은 생략하고 후방에 위치한 하부커튼노즐(82b)을 통해 이물질을 차단할 수 있다.

마찬가지로, 수평셀(12,14)의 후방에 배치된 커튼노즐들(84a,84b) 및 댐핑플레이트(87a,87b)의 경우도 수평셀(12,14)의 전방에 배치된 커튼노즐들(84a,84b) 및 댐핑플레이트(87a,87b)의 경우와 동일하게 적용될 수 있다.

도 5는 도 3에 도시한 커튼노즐 및 댐핑플레이트를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 6은 도 3에 도시한 커튼노즐 및 댐핑플레이트를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 커튼노즐(72a)은 강판(P)의 폭방향(z축 방향)을 따라 배치되며, 강판(P)의 폭과 대체로 동일한 폭을 가질 수 있다. 마찬가지로, 측면댐핑노즐구(172a) 및 하부댐핑노즐구(272a)는 강판(P)의 폭방향(z축 방향)을 따라 배치되며, 강판(P)의 폭과 대체로 동일한 폭을 가진 슬롯(slot) 형상일 수 있다.

커튼노즐(72a)은 개별공급라인(72c)에 연결되는 공급헤드(92) 및 공급헤드(92)에 연결되는 확산헤드(94)를 구비한다. 공급헤드(92)는 내부가 비어있는 형상이며, 상부면에 형성된 공급홀(92a)을 통해 개별공급라인(72c)과 연통되고 하부면에 형성된 연결홀(92b)을 통해 후술하는 확산공간(94a)과 연통된다.

확산헤드(94)는 내부가 비어있는 형상이며, 하부를 향해 단면적이 증가하는 확산공간(94a)을 가진다. 확산공간(94a)은 도금용액을 공간 내에서 균일하게 확산시켜, 도금용액이 측면분사구(94b) 및 하부분사구(94c)를 통해 고르게 배출될 수 있도록 한다.

또한, 컨덕트롤(20)과 대향되는 확산헤드(94)의 일면에 형성된 측면분사구(94b)는 측면댐핑노즐구(172a)와 연통되며, 강판(P)과 대향되는 확산헤드(94)의 하부면에 형성된 하부분사구(94c)는 하부댐핑노즐구(272a)와 연통된다. 측면댐핑노즐구(172a)는 확산헤드(94)의 일면에 체결되며, 하부댐핑노즐구(272a)는 확산헤드(94)의 하부면에 체결된다.

한편, 댐핑플레이트(76a)는 커튼노즐(72a)의 양측에 각각 설치되며, 커튼노즐(72a)로부터 분사된 도금용액이 강판(P)의 폭방향(z축 방향)으로 흘러나가는 것을 제한하여, 도금용액이 커튼노즐(72a)과 컨덕트롤(20)의 사이에 형성된 공간에 채워질 수 있도록 돕는다.

도 7은 도 3에 도시한 수평셀 및 커튼노즐에 도금용액을 공급하고 포집통을 통해 회수하는 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도금용액 탱크(52)에 채워진 도금용액 중 일부는 필터장치(54)를 통해 여과된 후 커튼노즐(72a)에 공급된다. 따라서, 용액공급부(30)에 공급되는 도금용액에 비해 이물질이 상당히 제거된 고품질의 도금용액이 커튼노즐(72a)에 공급되며, 컨덕트롤(20) 또는 백업롤(22)에 이물질이 달라붙을 가능성이 매우 낮다.

도 8 및 도 9는 도 3 및 도 4에 도시한 수평셀 도금장치의 작동상태를 나타내는 도면이다. 이하, 도 8 및 도 9를 참고하여 강판(P)에 대한 도금과정을 설명한다.

먼저, 도 7에 도시한 바와 같이, 도금용액 탱크(52)에 채워진 도금용액 중 일부는 용액공급부(30)에 공급된 후 수평셀(12,14)의 내부공간으로 공급된다. 또한, 도금용액 탱크(52)에 채워진 도금용액 중 일부는 필터장치(54)를 통해 여과된 후 커튼노즐들에 공급된다. 이때, 커튼노즐에 공급되는 도금용액은 용액공급부(30)에 공급되는 도금용액에 비해 이물질이 상당히 제거된 고품질이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 커튼노즐에 공급된 도금용액은 컨덕트롤(20) 또는 백업롤(22)의 둘레에 토출된 후 강판(P)과 함께 전방으로 이동하거나 강판(P)을 따라 후방으로 이동한다. 마찬가지로, 수평셀(12,14) 내에 채워져 있는 도금용액은 강판(P)을 향해 토출된 후 강판(P)과 함께 전방으로 이동하거나 강판(P)을 따라 후방으로 이동한다.

이때, 커튼노즐(72b,74a,82b,84a)의 근방에서, 커튼노즐(72b,74a,82b,84a)로부터 토출되는 도금용액의 압력은 수평셀(12,14)로부터 토출된 도금용액의 압력에 비해 높으므로, 수평셀(12,14)로부터 토출된 도금용액은 컨덕트롤(20) 또는 백업롤(22)에 접근할 수 없으며, 수평셀(12,14)로부터 토출된 도금용액에 포함된 이물질은 컨덕트롤(20) 또는 백업롤(22)에 달라붙을 수 없다.

다시 말해, 도 9에 도시한 바와 같이, 커튼노즐(72b,82b)은 커튼 효과(curtain effect)를 통해 수평셀(12,14)로부터 토출된 도금용액에 포함된 이물질이 컨덕트롤(20) 또는 백업롤(22)에 달라붙는 것을 방지할 수 있으며, 커튼노즐(72b,82b)로부터 토출되는 도금용액의 압력은 수평셀(12,14)로부터 토출된 도금용액의 압력에 비해 높아야 한다. 이와 같은 방법을 통해, 강판(P)에 형상불량(D)(dent)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

다만, 본 실시예와 달리, 커튼노즐(72b,82b)은 커튼 효과(curtain effect)가 아니라 컨덕트롤(20) 또는 백업롤(22)에 달라붙은 이물질을 제거할 수 있으며, 커튼노즐(72b,82b)은 컨덕트롤(20) 또는 백업롤(22)에 직접 도금용액(또는 질소와 같은 불활성가스)을 분사할 수 있다. 이 경우, 측면댐핑노즐구(172a,172b,182a,182b) 및 댐핑노즐구(272a,272b,282a,282b)의 토출방향은 변경될 필요가 있다.

한편, 이물질(F)은 수평셀(12,14)로부터 토출된 도금용액에 포함되어 컨덕트롤(20) 또는 백업롤(22)에 접근할 가능성이 높으며, 커튼노즐(72b,74a,82b,84a)만 유지한 채 커튼노즐(72a,74b,82a,84b)은 생략한 상태로도 이물질을 차단할 수 있다. 즉, 필요에 따라 커튼노즐은 생략될 수 있다.

위와 같은 과정에서, 전류를 컨덕트롤(20)과 아노드 전극으로 인가하여 강판(P)에 통전시키면 도금이 진행되며, 수평셀(12,14)로부터 토출된 도금용액 뿐만 아니라 커튼노즐로부터 토출된 도금용액은 포집통(60)을 통해 회수된다.

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

12 : 상부도금전극
14 : 하부도금전극
20 : 컨덕트롤
22 : 백업롤
30 : 용액공급부
52 : 도금용액 탱크
54 : 필터장치
60 : 포집통
72,74,82,84 : 커튼노즐
76,77,86,87 : 댐핑플레이트

Claims

피처리재의 상부 및 하부에 각각 설치되어 상기 피처리재를 향해 처리액을 분사하는 상부도금전극 및 하부도금전극; 상기 상부도금전극의 전방 및 후방에 각각 설치되어 상기 피처리재를 상기 피처리재의 폭방향과 수직한 방향으로 진행시키는 전방컨덕트롤 및 후방컨덕트롤; 상기 피처리재를 기준으로 상기 전방컨덕트롤 및 상기 후방컨덕트롤의 하부에 각각 설치되어 상기 전방컨덕트롤 및 상기 후방컨덕트롤을 지지하는 전방백업롤 및 후방백업롤; 상기 상부도금전극과 상기 전방컨덕트롤 사이에 설치되며, 후방을 향해 하향경사진 방향으로 유체를 분사하는 전방상부커튼노즐; 상기 상부도금전극과 상기 후방컨덕트롤 사이에 설치되며, 전방을 향해 하향경사진 방향으로 상기 유체를 분사하는 후방상부커튼노즐; 상기 하부도금전극과 상기 전방백업롤 사이에 설치되며, 후방을 향해 상향경사진 방향으로 상기 유체를 분사하는 전방하부커튼노즐; 및 상기 하부도금전극과 상기 후방백업롤 사이에 설치되며, 전방을 향해 상향경사진 방향으로 상기 유체를 분사하는 후방하부커튼노즐을 포함하고,
상기 전방상부커튼노즐은 상기 전방컨덕트롤을 향해 하향경사지도록 상기 유체를 분사하는 전방댐핑노즐구를 가지며,
상기 전방상부커튼노즐은,
상기 유체가 채워지는 공급공간이 내부에 형성되는 공급헤드; 및
상기 공급헤드에 연결되고 상기 공급공간과 연통되는 확산공간이 내부에 형성되며, 상기 확산공간 및 상기 전방댐핑노즐구와 연통된 분사구를 가지는 확산헤드를 구비하고,
상기 확산공간은 하부를 향해 단면적이 증가하는 형상인, 수평셀 도금장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 전방댐핑노즐구는 상기 전방컨덕트롤과 대향되는 상기 전방상부커튼노즐의 일면에 체결된 전방측면댐핑노즐구와, 상기 피처리재와 대향되는 상기 전방상부커튼노즐의 하부면에 체결된 전방하부댐핑노즐구를 가지는, 수평셀 도금장치.
제1항에 있어서,
상기 전방댐핑노즐구는 상기 피처리재의 이동방향과 수직한 방향에 따른 폭방향을 따라 배치된 슬롯 형상인, 수평셀 도금장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 유체는 상기 처리액이며,
상기 수평셀 도금장치는,
상기 처리액이 저장된 처리액 탱크;
상기 처리액 탱크로부터 상기 처리액을 공급받아 상기 상부도금전극 및 상기 하부도금전극에 공급하는 처리액 공급부; 및
상기 처리액 탱크로부터 상기 처리액을 공급받아 여과하는 필터장치를 더 포함하되,
상기 전방상부커튼노즐 및 상기 후방상부커튼노즐, 상기 전방하부커튼노즐 및 상기 후방하부커튼노즐은 상기 필터장치로부터 상기 처리액을 공급받으며,
상기 전방상부커튼노즐 및 상기 후방상부커튼노즐, 상기 전방하부커튼노즐 및 상기 후방하부커튼노즐에 공급된 상기 처리액은 상기 처리액 공급부에 공급된 상기 처리액에 비해 순도가 높은, 수평셀 도금장치.
제1항에 있어서,
상기 수평셀 도금장치는,
상기 전방상부커튼노즐의 양측에 연결되어 상기 전방상부커튼노즐로부터 토출된 상기 유체가 상기 전방상부커튼노즐의 양측을 통해 상기 피처리재의 외측으로 흘러나가는 것을 제한하는 전방상부댐핑플레이트를 더 포함하는, 수평셀 도금장치.
제8항에 있어서,
상기 전방상부댐핑플레이트는 상기 전방컨덕트롤과 인접한 일단이 상기 전방컨덕트롤과 동일한 중심을 가진 원호 형상인, 수평셀 도금장치.
제1항, 제3항, 제4항, 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전방상부커튼노즐의 하부에서, 상기 유체의 압력이 상기 처리액의 압력보다 큰, 수평셀 도금장치.
피처리재를 향해 처리액을 분사하는 처리용 셀; 상기 피처리재의 표면에 밀착되어 회전에 의해 상기 피처리재를 상기 피처리재의 폭방향과 수직한 방향으로 진행시키는 처리롤; 및 상기 처리용 셀과 상기 처리롤 사이에 설치되며, 상기 처리롤을 향해 유체를 분사하여 상기 처리액이 상기 처리롤에 접근하는 것을 제한하는 커튼노즐을 포함하고,
상기 커튼노즐은 상기 처리롤을 향해 하향경사지도록 상기 유체를 분사하는 댐핑노즐구를 가지며,
상기 커튼노즐은,
상기 유체가 채워지는 공급공간이 내부에 형성되는 공급헤드; 및
상기 공급헤드에 연결되고 상기 공급공간과 연통되는 확산공간이 내부에 형성되며, 상기 확산공간 및 상기 전방댐핑노즐구와 연통된 분사구를 가지는 확산헤드를 구비하고,
상기 확산공간은 하부를 향해 단면적이 증가하는 형상인, 처리 장치.
삭제
제11항에 있어서,
상기 댐핑노즐구는 상기 처리롤과 대향되는 상기 커튼노즐의 일면에 체결된 측면댐핑노즐구와, 상기 피처리재와 대향되는 상기 커튼노즐의 하부면에 체결된 하부댐핑노즐구를 가지는, 처리 장치.
삭제
삭제
제11항에 있어서,
상기 유체는 상기 처리액이며,
상기 처리 장치는,
상기 처리액이 저장된 처리액 탱크;
상기 처리액 탱크로부터 상기 처리액을 공급받아 상기 처리용 셀에 공급하는 처리액 공급부; 및
상기 처리액 탱크로부터 상기 처리액을 공급받아 여과하는 필터장치를 더 포함하되,
상기 커튼노즐은 상기 필터장치로부터 상기 처리액을 공급받으며,
상기 커튼노즐에 공급된 상기 처리액은 상기 처리액 공급부에 공급된 상기 처리액에 비해 순도가 높은, 처리 장치.
제11항에 있어서,
상기 처리 장치는,
상기 커튼노즐의 양측에 연결되어 상기 커튼노즐로부터 토출된 상기 유체가 상기 커튼노즐의 양측을 통해 상기 피처리재의 외측으로 흘러나가는 것을 제한하는 댐핑플레이트를 더 포함하는, 처리 장치.
제11항, 제13항, 제16항, 및 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커튼노즐의 하부에서, 상기 유체의 압력이 상기 처리액의 압력보다 큰, 처리 장치.