KR101889197B1 - 소재의 도금 제어 장치 및 방법 - Google Patents

소재의 도금 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

입측에 디플렉터 롤(deflector roll)이 배치되고, 출측에 컨덕터 롤(conductor roll)이 배치된 도금 탱크의 입측에 배치되어 도금 탱크로 진입하는 소재에서 용접 부위를 감지하는 용접부 감지기; 및 용접부 감지기의 감지 결과를 전송받아 도금 탱크로 진입하는 소재의 강종을 판단하고, 판단된 강종이 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 강종 내 소정 원소의 함유량에 기초하여 전류 값을 계산하고, 계산된 전류 값에 따른 전류가 도금 탱크 내 애노드 및 컨덕터 롤에 흐르도록 하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 제어 장치가 개시된다.

Description

소재의 도금 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING PLATING TO MATERIAL}
본 발명은 소재의 도금 제어 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 강판 제조를 위해 소재에 대해 행해지는 도금 공정을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
냉연 강판을 제조하기 위하여 코일형의 냉간 압연된 강판이 용접되어 소둔로에 유입되면, 소둔로 내에서 미스트 쿨링(Mist Cooling) 방식에 의한 냉각 공정을 거치게 되어 강판의 표면에 산화철(scale)이 형성된다. 이러한 산화철을 제거하고, 강판의 표면을 니켈 도금하기 위한 후처리 설비가 배치된다. 후처리 설비는 강판의 내식성과 도장성을 확보하기 위함이며, 따라서, 니켈 도금이 강판 표면에 고르게 이루어져야 한다.
Eco-Driving 흐름에 따라 자동차용 강판에 AHSS(Advanced High Strength Steel) 강 Giga급 냉연강판 적용율이 확대되어 제조량이 급격히 증가하고 있는데, AHSS 강의 경우 다른 강종과는 달리 망간(Mn)이나 규소(Si)와 같은 원자를 많이 포함하고 있으며 급준도 또한 크다. 이러한 망간(Mn)이나 규소(Si)의 전기 저항에 따라 AHSS 강의 경우 도금이 뷸균일하게 이루어진다.
최종 고객사에서 냉연강판의 도장 밀착성을 향상시키기 위해 도장 전 인산염 처리를 실시하는데, 인산염 처리시 미세한 결정을 얻기 위해서는 니켈의 부착량을 약 12mg/m2 내외로 관리하는 것이 가장 유리하다. 니켈 도금량이 증대하게 되면 니켈 도금을 하기 전보다 결정립이 조대하게 되어 국부적으로 인산염 결정이 형성되지 않는 상태를 보이고, 니켈 부착량이 너무 적은 경우에는 인산염 처리효과 자체가 약화되기 때문에 적정 부착량을 관리하는 것이 중요하다. 그러나 AHSS 강과 같이 니켈 도금량 편차가 발생하면 도금 불균일층으로 도장성이 악화되어 고객 불만이 제기되는 등의 문제가 발생하게 된다.
한국특허공개공보 제10-2011-0066689호 (공개일자: 2011년 6월 17일)
본 발명의 일 실시예에 따른 소재의 도금 제어 장치 및 방법은 소재에 대한 도금 균일도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재의 도금 제어 장치 및 방법은 후처리 공정 후 소재의 표면에 발생할 수 있는 흐름 무늬의 생성을 방지하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재의 도금 제어 장치 및 방법은 후처리된 소재에 대한 인산염 처리 효과를 향상시키고, 도장성을 개선하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 도금 제어 장치는, 입측에 디플렉터 롤(deflector roll)이 배치되고, 출측에 컨덕터 롤(conductor roll)이 배치된 도금 탱크의 입측에 배치되어 상기 도금 탱크로 진입하는 소재에서 용접 부위를 감지하는 용접부 감지기; 및
상기 용접부 감지기의 감지 결과를 전송받아 상기 도금 탱크로 진입하는 소재의 강종을 판단하고, 판단된 강종이 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 강종 내 소정 원소의 함유량에 기초하여 전류 값을 계산하고, 계산된 전류 값에 따른 전류가 도금 탱크 내 애노드 및 상기 컨덕터 롤에 흐르도록 하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어기는, 상기 기 설정된 강종에 해당하지 않는 강종에 대응하는 전류 값보다 상기 기 설정된 강종에 해당하는 강종에 대응하는 전류 값을 작게 계산하는 것이 바람직하다.
상기 제어기는, 상기 기 설정된 강종에 해당하는 강종 내 소정 원소의 함유량이 많을수록 상기 전류 값을 더 작게 계산하는 것이 바람직하다.
상기 기 설정된 강종은, AHSS(Advanced High Strength Steel) 강을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 소정 원소는, 망간(Mn) 및 규소(Si) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 도금 제어 장치는, 도금 원소의 수용액이 수용되는 순환 탱크와 연결되어 상기 도금 탱크 내에 위치하는 제 1 노즐로 상기 수용액을 공급하는 제 1 공급 배관; 및 상기 제 1 공급 배관을 통해 전달되는 수용액 또는 세척수 탱크로부터 전달되는 세척수를 선택적으로 제 2 노즐로 공급하는 제 2 공급 배관을 더 포함하되, 상기 제어기는, 상기 판단된 강종이 상기 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 상기 제 2 공급 배관을 통해 상기 제 2 노즐로 상기 세척수가 공급되도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 도금 제어 장치는, 상기 제 1 공급 배관과 상기 제 2 공급 배관 사이에 위치하는 제 1 수용액 차단 밸브; 및 상기 제 2 공급 배관에 위치하는 제 1 세척수 차단 밸브를 더 포함하되, 상기 제어기는, 상기 판단된 강종이 상기 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 상기 제 1 수용액 차단 밸브를 차단하고, 상기 제 1 세척수 차단 밸브를 개방하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 노즐은, 상기 도금 탱크 내 상기 소재의 이동 경로 상에서 상기 제 1 노즐의 후반에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 도금 제어 장치는, 상기 제 2 노즐의 하부에 위치하는 받이; 상기 받이와 연결되어 상기 받이로 수용되는 세척수를 폐수 탱크로 전달하는 세척수 회수 배관; 및 상기 받이와 연결되어 상기 받이로 수용되는 수용액을 상기 순환 탱크로 전달하는 수용액 회수 배관을 더 포함하되, 상기 제어기는, 상기 판단된 강종이 상기 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 상기 받이로 수용되는 세척수가 상기 세척수 회수 배관을 통해 상기 폐수 탱크로 전달되도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 도금 제어 장치는, 상기 세척수 회수 배관에 설치되는 제 2 세척수 차단 밸브; 및 상기 수용액 회수 배관에 설치되는 제 2 수용액 차단 밸브를 더 포함하되, 상기 제어기는, 상기 판단된 강종이 상기 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 상기 제 2 수용액 차단 밸브를 차단하고, 상기 제 2 세척수 차단 밸브를 개방하여 상기 받이로 수용되는 세척수가 상기 폐수 탱크로 전달되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 도금 제어 장치는, 상기 세척수 탱크로부터 상기 제 2 공급 배관을 통해 상기 제 2 노즐로 전달되는 세척수의 유량을 조절하는 유량 제어 밸브를 더 포함하되, 상기 제어기는, 상기 소재의 이동 속도에 기초하여 산출된 유량이 상기 제 2 노즐로 전달되도록 상기 유량 제어 밸브를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도금 제어 장치는, 도금 탱크로 진입한 소재로 수용액을 분사하는 제 1 노즐; 상기 제 1 노즐로 상기 수용액을 공급하는 제 1 공급 배관; 상기 제 1 공급 배관을 통해 전달되는 수용액 또는 세척수 탱크를 통해 전달되는 세척수를 선택적으로 제 2 노즐로 공급하는 제 2 공급 배관; 및 상기 도금 탱크로 진입한 소재의 강종이 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 상기 제 2 공급 배관을 통해 상기 제 2 노즐로 상기 세척수가 공급되도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어기는, 상기 도금 탱크로 진입한 소재의 강종이 상기 기 설정된 강종에 해당하지 않는 경우, 상기 제 2 공급 배관을 통해 상기 제 2 노즐로 상기 수용액이 공급되도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소재의 도금 제어 장치 및 방법이 달성할 수 있는 효과는 다음과 같다.
(1) 본 발명의 일 실시예에 따른 소재의 도금 제어 장치 및 방법은 소재에 대한 도금 균일도를 향상시킬 수 있다.
(2) 본 발명의 일 실시예에 따른 소재의 도금 제어 장치 및 방법은 후처리 공정 후 소재의 표면에 발생할 수 있는 흐름 무늬의 생성을 방지할 수 있다.
(3) 본 발명의 일 실시예에 따른 소재의 도금 제어 장치 및 방법은 후처리된 소재에 대한 인산염 처리 효과를 향상시키고, 도장성을 개선할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 후처리 설비를 도시하는 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 니켈도금공정에 이용되는 설비를 상세하게 도시하는 도면이다.
도 3은 일반적인 후처리 설비에 따라 작업된 소재의 표면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 제어 장치에 따라 작업된 소재의 표면을 나타내는 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 일반적인 후처리 설비(20)를 도시하는 개략적인 도면이고, 도 2는 도 1의 니켈도금공정(B)에 이용되는 설비를 상세하게 도시하는 도면이다. 또한, 도 3은 일반적인 후처리 설비(20)에 따라 작업된 소재(1)의 표면을 나타내는 도면이다.
냉연 강판을 제조하기 위하여 코일형의 냉간 압연된 소재(1)가 용접되어 소둔로(10)에 유입되면 예열대, 가열대, 균열대, 급냉대, 과시효과대, 냉각대를 순차적으로 거쳐 후처리 설비(20)로 유입된다.
소둔로(10)의 가열대에서 소둔 온도 780 내지 850도로 가열된 소재(1)를 급냉대(RCS;RAPID COOLING SECTION)에서 냉각수를 노즐을 통해 소재(1)의 전면 및 이면 표면에 직접 분사하여 소둔 냉각온도 260 내지 440도로 급냉시킨다. 그러나, 상기와 같은 미스트 쿨링(MIST COOLING)방식에 의하여 냉각수가 직접 소재(1) 표면에 분사되므로 소재(1)의 표면에 산화철(SCALE)이 형성된다. 이 산화철의 제거와, 내식성 및 도장성 확보를 위하여 소둔로(10) 출구에 후처리(POST TREAMENT) 설비(20)가 위치된다. 후처리 설비(20)의 산세공정(A)에서는 소재(10)가 산세 탱크(21)에서 산화철이 제거된 뒤, 산세정탱크(22)에서 세정된 후 니켈도금공정(B)에서 니켈 도금이 이루어진다.
일반적인 니켈도금공정(B)에 사용되는 설비는 도 2에 도시된 바와 같이 산세정탱크(22) 후단에 연속으로 마련되는 니켈 탱크(23), 디플렉터 롤(deflector roll)(41), 애노드(ANODE)(37), 컨덕터 롤(conduntor roll)(38), 니켈순환탱크, 니켈 분사노즐(33), 링거 롤(Wring roll)(40) 등으로 구성되어 있다.
먼저, 니켈순환탱크에 물 및 니켈원액탱크의 니켈 용액을 공급하여 니켈 수용액을 제조한다. 니켈순환탱크 내에서 제조된 니켈 수용액은 니켈 순환펌프(31)와 니켈 공급 배관(32)을 통해 니켈 탱크(23)와 니켈 분사노즐(33)로 전달된다. 니켈 수용액은 니켈 탱크(23)에서 일정량 저장 후 니켈 탱크(23)의 상부에 마련된 회수 배관(34)을 통해 니켈 순환 탱크로 회수되고 니켈 탱크(23)로 다시 순환된다. 상기와 같이 니켈 수용액이 순환될 때 산세공정(A)을 거친 소재(1)가 니켈 탱크(23)로 진입하면 제어기(35)가 하기의 [수학식 1]에 따라 전류 값을 결정하고, 정류기(36)를 통해 애노드(37)와 컨덕터 롤(38)에서 각각 전류가 흐르게 한다.
[수학식 1]
Figure 112016126584142-pat00001
상기 수학식 1에서, IREC는 실제 전류 값, Iscc는 목표 전류 값, Vmax는 최대 라인 속도(m/min), Line Speed는 현재 라인 속도(m/min), M은 니켈의 목표 부착량(mg/m2), W는 소재의 폭(mm), η는 도금 효율값으로서 기 설정되는 값, X는 니켈의 전기화학당량(mg/c), K는 보정율로서 기 설정되는 값을 의미한다.
애노드(37) 및 컨덕터 롤(38)에서 전류가 흐를 때, 하기의 [반응식 1] 및 [반응식 2]와 같이, 니켈 수용액에서 니켈이 전기반응으로 석출되어 소재(1) 표면에 도금된다.
[반응식 1]
2H2O → O2 + 4H+ + 4e- ----------- (양극반응)
[반응식 2]
Ni2 + + 2e- → Ni ----------- (음극반응)
2H+ + 2e- → H2 ----------- 음극반응)
표면에 니켈이 도금된 소재(1)는 컨덕터 롤(38)을 통해 니켈 세정탱크(24)로 이송되며, 이 과정에서 컨덕터 롤(38)의 상부에 마련된 홀드다운 롤(39)과 링거 롤(40)에 의해 니켈 수용액이 제거되고, 소재(1) 표면에 잔류된 니켈 수용액은 니켈 세정탱크(24) 내에서 세정수에 의해 세정된다. 세정수는 니켈 세정탱크(24) 저부에 집수되어 순환 사용된다. 상기 과정을 거친 소재(1)는 건조기(25)에서 건조되고, 연신과 표면 조도를 부여하여 최종 제품으로 제조된다.
한편, 상기 도금 반응을 연속적, 반복적으로 수행한 니켈 수용액은 그 농도가 점차 낮아져 그 효율이 저하되므로 니켈 수용액의 농도를 일정하게 유지하기 위하여 니켈순환탱크의 상부에 마련된 니켈 농도계(미도시)에 의해 니켈순환탱크 내 니켈의 농도가 연속적으로 측정되며 니켈 원액탱크로부터 니켈 원액을 니켈순환탱크로 보내 보충하여 일정한 농도의 니켈 수용액을 유지한다.
그러나, 앞서 살펴본 바와 같이, AHSS 강의 경우에는 고산화성 규소(Si) 및 망간(Mn)의 함유량이 많고, 소둔로(10)의 급냉대에서의 급냉 온도에 의해 형성되는 급준도 또한 크다. AHSS 강이 후처리 설비(20)에서 처리되면, 니켈도금공정(B)에서 소재(1)의 표면에 잔류하는 산성의 니켈 수용액이 규소(Si) 및 고 망간(Mn)과 반응하여 도 3과 같은 흐름 무늬를 야기한다. 또한, AHSS 강의 고 규소(Si), 고 망간(Mn)의 전기 저항에 따라 아래의 표 1과 같이 니켈 도금량의 편차가 크게 발생한다.
[표 1]
Figure 112016126584142-pat00002
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 제어 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 제어 장치에 따라 작업된 소재의 표면을 나타내는 도면이다.
도 4에서 도 2의 일반적인 후처리 설비(20)의 각 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호로 참조된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이전 공정(예를 들어, 산세공정)을 마친 소재가(1) 도금 탱크(43)의 입측에 배치된 디플렉터 롤(41)의 유도에 따라 도금 탱크(43)로 진입한다.
순환 탱크에는 도금 원소의 수용액이 저장되며, 수용액은 순환 펌프(31) 및 제 1 공급 배관(32)을 통해 제 1 노즐(402) 및 도금 탱크(43) 내부로 유입된다. 여기에서 도금 원소는 예를 들어, 니켈 원소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 순환 탱크에 저장되는 도금 원소의 수용액은 소재(1)를 도금하기 위해 이용될 수 있는 다양한 종류의 원소 수용액을 포함할 수 있다.
도금 탱크(43) 내부에 일정 수위 이상의 수용액이 채워지면, 회수 배관(34)을 통해 순환 탱크로 회수되고, 회수된 수용액은 다시 순환 펌프(31) 및 제 1 공급 배관(32) 등을 거쳐 순환된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도금 탱크(43)의 입측, 예를 들어, 디플렉터 롤(41)의 상부에는 소재(1)의 용접 부위를 감지하는 용접부 감지기(401)가 위치할 수 있다. 용접부 감지기(401)는 예를 들어, 카메라일 수 있으며, 촬영되는 소재(1)의 표면에서 용접 부위를 검출할 수 있다. 그러나, 용접 부위를 감지하는 수단은 카메라에 한정되지 않는다.
제어기(400)는 용접부 감지기(401)의 감지 결과를 전달받고 금번에 도금 탱크(43)로 진입하는 소재(1)의 강종을 판단한다. 도금 탱크(43)로 유입되는 소재(1)는 여러 종류의 강(steel)들이 용접되어 이루어질 수 있는데, 제어기(400)는 용접 순서에 따른 강종 정보를 미리 저장할 수 있다. 예를 들어, 제어기(400)는 맨 선두에 위치하는 강종이 무엇인지, 맨 선두에 위치하는 강과 용접되어 있는 다음 강의 종류가 무엇인지를 알 수 있으며, 용접부 감지기(401)에 의해 감지되는 용접 부위의 개수에 따라 금번에 도금 탱크(43)로 진입하는 강종을 확인할 수 있다(예를 들어, 용접 부위의 검출이 4회 발생하였다면, 제어기(400)는 금번에 5번째에 위치하는 강이 도금 탱크(43)로 진입할 것이라는 것을 인지하고 해당하는 강종이 무엇인지를 판단할 수 있다).
제어기(400)는 금번에 도금 탱크(43)로 진입하는 소재(1)의 강종이 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 도 2에서 설명한 일반적인 도금 공정과는 다른 방식으로 도금을 진행한다. 상기 기 설정된 강종은 예를 들어, AHSS 강을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제어기(400)는 금번에 도금 탱크(43)로 진입하는 소재(1)가 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 해당 소재(1) 내 소정 원소의 함유랑 정보를 획득한다. 상기 소정 원소는 망간(Mn) 및 규소(Si)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제어기(400)는 소재(1)를 구성하는 여러 강의 성분 정보를 미리 저장하고 있을 수 있다.
제어기(400)는 소정 원소의 함유량에 기초하여 애노드(37) 및 컨덕터 롤(38)로 인가되는 전류 값을 아래의 수학식 2와 같이 계산할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112016126584142-pat00003
상기 수학식 2에서, IREC는 실제 전류 값, Iscc는 목표 전류 값, Vmax는 최대 라인 속도(m/min), Line Speed는 현재 라인 속도(m/min), M은 도금 원소의 목표 부착량(mg/m2), W는 소재의 폭(mm), η는 도금 효율값으로서 기 설정되는 값, X는 도금 원소의 전기화학당량(mg/c), K는 보정율로서 기 설정되는 값, a는 소재에 포함된 소정 원소의 함유량(ppm)을 의미한다. 소정 원소가 망간 및 규소를 모두 포함하고, 망간의 함유량이 5ppm, 규소의 함유량이 5ppm인 경우, 상기 a는 10ppm으로 계산된다.
한편, 제어기(400)는 소재(1)가 기 설정된 강종에 해당하지 않는 경우 상기 수학식 1에 기초하여 전류 값을 계산한다.
상기 수학식 1 및 수학식 2에 따르면, 소재(1)가 기 설정된 강종에 해당하지 않는 경우에 계산되는 전류 값보다 소재(1)가 기 설정된 강종에 해당하는 경우에 계산되는 전류 값이 더 작으며, 기 설정된 강종에 포함된 소정 원소의 함유량이 많을수록 그 전류 값은 더 작게 계산된다는 것을 알 수 있다.
소재(1)가 AHSS 강에 해당하고, 그에 따라 제어기(400)가 AHSS 강 내 망간 및 규소의 함유량을 고려하여 전류 값을 계산하고, 계산된 전류 값으로 애노드(37) 및 컨덕터 롤(38)에 전류가 흐를 때 AHSS 강의 표면에 대한 니켈 도금량은 12±4mg/m3으로 일정하게 유지된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도금 탱크(43) 내 제 1 노즐(402)로 수용액을 공급하는 제 1 공급 배관(32)과는 별개로, 도금 탱크(43) 내 제 2 노즐(403)로 세척수를 공급하는 제 2 공급 배관(404)이 마련될 수 있다. 제 2 공급 배관(404)에는 세척수 탱크(미도시)가 연결되어 제 2 공급 배관(404)으로 세척수가 전달될 수 있다. 제 2 노즐(403)은 소재(1)의 이동 경로 상에서 제 1 노즐(402)의 후반에 위치할 수 있다. 즉, 도금 탱크(43)로 진입한 소재(1)는 먼저 제 1 노즐(402)에 의해 분사되는 액체(수용액)와 접촉하며, 그 후, 제 2 노즐(403)에 의해 분사되는 액체(수용액 또는 세척수)와 접촉한다.
제 1 공급 배관(32)과 제 2 공급 배관(404) 사이에는 제 1 수용액 차단 밸브(407)가 위치하고, 제 2 공급 배관(404)에는 제 1 세척수 차단 밸브(406)가 위치한다. 또한, 제 1 세척수 차단 밸브(406)의 전단에는 유량 제어 밸브(405)가 연결된다.
제어기(400)는 금번에 진입하는 소재(1)가 기 설정된 강종에 해당하지 않는 경우에는 제 1 수용액 차단 밸브(407)를 개방하고, 제 1 세척수 차단 밸브(406)를 차단시켜 제 1 노즐(402) 및 제 2 노즐(403) 모두에서 수용액이 분사되도록 한다. 이에 의하면, 도 2에서 설명한 도금 과정과 거의 유사해진다는 것을 알 수 있다.
그러나, 제어기(400)는 금번에 진입하는 소재(1)가 기 설정된 강종에 해당하는 경우 제 1 수용액 차단 밸브(407)는 차단하고, 제 1 세척수 차단 밸브(406)는 개방시켜 제 1 노즐(402)에서는 수용액이 분사되도록 하고, 제 2 노즐(403)에서는 세척수가 분사되도록 한다.
유량 제어 밸브(405)는 제어기(400)의 제어에 따라 제 2 노즐(403)로 공급되는 세척수의 유량을 조절하는데, 제어기(400)는 제 2 노즐(403)로 공급되는 세척수의 유량을 아래의 수학식 3으로 계산할 수 있다.
[수학식 3]
Q = a * (b/SL)* c
상기 수학식 3에서 Q는 제 2 공급 배관(404)으로 공급되는 세척수 유량(m3/hr), a는 기본 유량(m3/hr)으로서 기 설정되는 값, b는 최대 라인 속도(mpm), SL은 현재 라인 속도(mpm), c는 상수 값으로서 기 설정되는 값을 의미한다.
상기 수학식 3에 의하면, 현재 라인 속도(SL)가 빠를수록(즉, 소재(1)가 빠르게 이동할수록) 세척수 유량은 적게 계산되며, 현재 라인 속도(SL)가 느릴수록 세척수 유량이 크게 계산되는 것을 알 수 있다.
도금 탱크(43)로 진입하는 소재(1)가 기 설정된 강종에 해당하여 제 2 노즐(403)을 통해 세척수가 공급되는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따라 도금된 AHSS 강의 표면은 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, AHSS 강의 표면에서 흐름 무늬가 제거된 것을 알 수 있다. 이는 세척수에 의한 니켈 수용액의 세척 효과로 인한 것이다.
제 2 노즐(403)을 통해 분사되는 수용액 또는 제 2 노즐(403)을 통해 분사되는 세척수는 제 2 노즐(403)의 하부에 위치하는 받이(408)에 수용된다.
받이(408)의 일단은 세척수 회수 배관(410) 및 수용액 회수 배관(409)과 연결되며, 세척수 회수 배관(410)은 폐수 탱크와 연결되고, 수용액 회수 배관(409)은 순환 탱크에 연결된다. 또한, 세척수 회수 배관(410)에는 제 2 세척수 차단 밸브(412)가 연결되며, 수용액 회수 배관(409)에는 제 2 수용액 차단 밸브(411)가 연결된다.
제어기(400)는 금번에 진입하는 소재(1)가 기 설정된 강종에 해당하는 경우에는, 제 2 노즐(403)을 통해 세척수가 분사되므로, 제 2 수용액 차단 밸브(411)를 차단시키고, 제 2 세척수 차단 밸브(412)를 개방시켜 세척수가 세척수 회수 배관(410)을 통해 폐수 탱크로 배출되도록 한다. 세척수가 순환 탱크로 유입되는 경우, 순환 탱크 내 수용액의 농도를 감소시킬 수 있으므로, 제 2 수용액 차단 밸브(411)는 차단시키는 것이다.
반대로, 제어기(400)는 금번에 진입하는 소재(1)가 기 설정된 강종에 해당하지 않는 경우, 제 2 노즐(403)을 통해 수용액이 분사되므로, 제 2 수용액 차단 밸브(411)는 개방시키고, 제 2 세척수 차단 밸브(412)는 차단시켜 수용액이 수용액 회수 배관(409)을 통해 순환 탱크로 배출되도록 한다.
도 4에서 표면이 도금된 소재(1)는 홀드다운 롤(39)에 의해 수용액 또는 세척수가 제거되고, 컨덕터 롤(38)을 통과하여 세정 탱크(44)를 거쳐 건조기(25)로 진입된다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 도금 탱크(43)로 진입하는 소재(1)가 기 설정된 강종에 해당하지 않는 경우에는 수학식 1에 따라 전류 값을 계산하고, 제 1 노즐(402) 및 제 2 노즐(403)을 통해 수용액이 분사되도록 하여 소재(1)를 도금한다. 그러나, 도금 탱크(43)로 진입하는 소재(1)가 기 설정된 강종에 해당하는 경우에는 수학식 2에 따라 전류 값을 계산하고, 제 1 노즐(402)을 통해서는 수용액이, 제 2 노즐(403)을 통해서는 세척수가 분사되도록 하여 소재(1)를 도금한다.
제어기(400)는 용접부 감지기(401)의 감지 결과에 기초하여, 금번에 진입하는 강종에 맞게 각 밸브를 제어하고, 전류 값을 적응적으로 계산하므로, AHSS 강이 다른 강종들 사이에 위치하더라도 도금의 균일도를 적절하게 유지하고, 흐름 무늬가 발생하지 않게 할 수 있다
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
1: 소재 10: 소둔로
20: 후처리 설비 21: 산세 탱크
22: 산세정 탱크 23: 니켈 탱크
24: 니켈 세정 탱크 25: 건조기
31: 순환 펌프 32: 공급 배관, 제 1 공급 배관
33: 노즐 34: 회수 배관
35: 제어기 36: 정류기
37: 애노드 38: 컨덕터 롤
39: 홀드다운 롤 40: 링거 롤
41: 디플렉터 롤 43: 도금 탱크
44: 세정 탱크 400: 제어기
401: 용접부 감지기 402: 제 1 노즐
403: 제 2 노즐 404: 제 2 공급 배관
405: 유량 제어 밸브 406: 제 1 세척수 차단 밸브
407: 제 1 수용액 차단 밸브 408: 받이
409: 수용액 회수 배관 410: 세척수 회수 배관
411: 제 2 수용액 차단 밸브 412: 제 2 세척수 차단 밸브

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 입측에 디플렉터 롤(deflector roll)이 배치되고, 출측에 컨덕터 롤(conductor roll)이 배치된 도금 탱크의 입측에 배치되어 상기 도금 탱크로 진입하는 소재에서 용접 부위를 감지하는 용접부 감지기; 및
    상기 용접부 감지기의 감지 결과를 전송받아 상기 도금 탱크로 진입하는 소재의 강종을 판단하고, 판단된 강종이 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 강종 내 소정 원소의 함유량에 기초하여 전류 값을 계산하고, 계산된 전류 값에 따른 전류가 도금 탱크 내 애노드 및 상기 컨덕터 롤에 흐르도록 하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 기 설정된 강종에 해당하지 않는 강종에 대응하는 전류 값보다 상기 기 설정된 강종에 해당하는 강종에 대응하는 전류 값을 작게 계산하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 기 설정된 강종에 해당하는 강종 내 소정 원소의 함유량이 많을수록 상기 전류 값을 더 작게 계산하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 입측에 디플렉터 롤(deflector roll)이 배치되고, 출측에 컨덕터 롤(conductor roll)이 배치된 도금 탱크의 입측에 배치되어 상기 도금 탱크로 진입하는 소재에서 용접 부위를 감지하는 용접부 감지기; 및
    상기 용접부 감지기의 감지 결과를 전송받아 상기 도금 탱크로 진입하는 소재의 강종을 판단하고, 판단된 강종이 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 강종 내 소정 원소의 함유량에 기초하여 전류 값을 계산하고, 계산된 전류 값에 따른 전류가 도금 탱크 내 애노드 및 상기 컨덕터 롤에 흐르도록 하는 제어기를 포함하고,
    상기 소정 원소는,
    망간(Mn) 및 규소(Si) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
  6. 입측에 디플렉터 롤(deflector roll)이 배치되고, 출측에 컨덕터 롤(conductor roll)이 배치된 도금 탱크의 입측에 배치되어 상기 도금 탱크로 진입하는 소재에서 용접 부위를 감지하는 용접부 감지기; 및
    상기 용접부 감지기의 감지 결과를 전송받아 상기 도금 탱크로 진입하는 소재의 강종을 판단하고, 판단된 강종이 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 강종 내 소정 원소의 함유량에 기초하여 전류 값을 계산하고, 계산된 전류 값에 따른 전류가 도금 탱크 내 애노드 및 상기 컨덕터 롤에 흐르도록 하는 제어기를 포함하고,
    상기 도금 제어 장치는,
    도금 원소의 수용액이 수용되는 순환 탱크와 연결되어 상기 도금 탱크 내에 위치하는 제 1 노즐로 상기 수용액을 공급하는 제 1 공급 배관; 및
    상기 제 1 공급 배관을 통해 전달되는 수용액 또는 세척수 탱크로부터 전달되는 세척수를 선택적으로 제 2 노즐로 공급하는 제 2 공급 배관을 더 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 판단된 강종이 상기 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 상기 제 2 공급 배관을 통해 상기 제 2 노즐로 상기 세척수가 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도금 제어 장치는,
    상기 제 1 공급 배관과 상기 제 2 공급 배관 사이에 위치하는 제 1 수용액 차단 밸브; 및
    상기 제 2 공급 배관에 위치하는 제 1 세척수 차단 밸브를 더 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 판단된 강종이 상기 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 상기 제 1 수용액 차단 밸브를 차단하고, 상기 제 1 세척수 차단 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제 2 노즐은,
    상기 도금 탱크 내 상기 소재의 이동 경로 상에서 상기 제 1 노즐의 후반에 위치하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 도금 제어 장치는,
    상기 제 2 노즐의 하부에 위치하는 받이;
    상기 받이와 연결되어 상기 받이로 수용되는 세척수를 폐수 탱크로 전달하는 세척수 회수 배관; 및
    상기 받이와 연결되어 상기 받이로 수용되는 수용액을 상기 순환 탱크로 전달하는 수용액 회수 배관을 더 포함하되,
    상기 제어기는, 상기 판단된 강종이 상기 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 상기 받이로 수용되는 세척수가 상기 세척수 회수 배관을 통해 상기 폐수 탱크로 전달되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 도금 제어 장치는,
    상기 세척수 회수 배관에 설치되는 제 2 세척수 차단 밸브; 및
    상기 수용액 회수 배관에 설치되는 제 2 수용액 차단 밸브를 더 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 판단된 강종이 상기 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 상기 제 2 수용액 차단 밸브를 차단하고, 상기 제 2 세척수 차단 밸브를 개방하여 상기 받이로 수용되는 세척수가 상기 폐수 탱크로 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 도금 제어 장치는,
    상기 세척수 탱크로부터 상기 제 2 공급 배관을 통해 상기 제 2 노즐로 전달되는 세척수의 유량을 조절하는 유량 제어 밸브를 더 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 소재의 이동 속도에 기초하여 산출된 유량이 상기 제 2 노즐로 전달되도록 상기 유량 제어 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
  12. 도금 탱크로 진입한 소재로 수용액을 분사하는 제 1 노즐;
    상기 제 1 노즐로 상기 수용액을 공급하는 제 1 공급 배관;
    상기 제 1 공급 배관을 통해 전달되는 수용액 또는 세척수 탱크를 통해 전달되는 세척수를 선택적으로 제 2 노즐로 공급하는 제 2 공급 배관; 및
    상기 도금 탱크로 진입한 소재의 강종이 기 설정된 강종에 해당하는 경우, 상기 제 2 공급 배관을 통해 상기 제 2 노즐로 상기 세척수가 공급되도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 도금 탱크로 진입한 소재의 강종이 상기 기 설정된 강종에 해당하지 않는 경우, 상기 제 2 공급 배관을 통해 상기 제 2 노즐로 상기 수용액이 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
  14. 제2항, 제5항 및 제6항 중 한 항에 있어서,
    상기 기 설정된 강종은,
    AHSS(Advanced High Strength Steel) 강을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 제어 장치.
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