KR102121289B1 - 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치 및 이를 이용한 백색도 유지관리 방법 - Google Patents
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Abstract
백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치 및 이를 이용한 백색도 유지관리 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치는 강판에 전기도금을 수행하기 위한 도금 유닛; 상기 도금 유닛에 도금용액을 공급하기 위한 도금용액 공급 메인배관; 상기 도금용액 공급 메인배관에 장착된 도금용액 공급밸브; 상기 도금용액 공급 메인배관에 연결되어, 입측으로 상기 도금용액 공급 메인배관을 통하여 도금용액이 공급되는 열교환기; 상기 열교환기 출측에 연결되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액을 상기 도금 유닛에 공급하기 위한 도금용액 공급배관; 및 상기 열교환기 출측의 도금용액 공급배관에 바이패스 형태로 장착되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액을 체크하기 위한 도금용액 체크 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치는 강판에 전기도금을 수행하기 위한 도금 유닛; 상기 도금 유닛에 도금용액을 공급하기 위한 도금용액 공급 메인배관; 상기 도금용액 공급 메인배관에 장착된 도금용액 공급밸브; 상기 도금용액 공급 메인배관에 연결되어, 입측으로 상기 도금용액 공급 메인배관을 통하여 도금용액이 공급되는 열교환기; 상기 열교환기 출측에 연결되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액을 상기 도금 유닛에 공급하기 위한 도금용액 공급배관; 및 상기 열교환기 출측의 도금용액 공급배관에 바이패스 형태로 장착되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액을 체크하기 위한 도금용액 체크 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치 및 이를 이용한 백색도 유지관리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도금용액 내에 전기도금 작업 및 반응 중에 백색도 하락에 영향을 주는 주요 영향인자를 파악하고 영향인자의 관리범위를 조정 작업할 수 있도록 설계된 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치 및 이를 이용한 백색도 유지관리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기아연 도금강판은 표면이 미려하고 가공성이 우수하여 자동차, 건재 및 가전제품 등에 많이 사용되고 있다. 특히, 가전제품에 사용되는 일부 전기아연 도금강판은 표면에 도장을 하지 않고 내지문 또는 크롬프리처리만 실시하고 있다.
이 경우, 표면 백색도 및 균일성이 제품의 중요품질지표로서 관리되고 있다. 백색도는 내지문 종류에 따라 조금씩 차이는 있으나 색차계의 측정에 있어 "L" 값인 백색도가 통상 70 ~ 80의 범위로 유지관리가 이루어지고 있다.
특히, LCD 패널용 내지문재 색상편차에 있어 코일 간의 색상편차로 인한 부품 조립 후 외관품질 저하와 랏(Lot)별 백색도 차이로 인하여 백색도 변화폭이 과다하며, 코일 간 편차 최소화 및 가능한 밝은 계통이 선호되고 있다.
전기도금과정 중에 아연이온이 성장하는 방향에 따라 전기도금강판의 표면, 물리적인 특징이 좌우된다.
이에 대해서는 이하 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 아연의 결정 방위를 나타낸 도면이고, 표 1은 아연의 각 결정 방위별 특징을 정리하여 나타낸 것이다.
[표 1]
도 1 및 표 1에 도시된 바와 같이, 아연의 결정 방위는 크게 바잘 플레인(Basal plane), 프리즘 플레인(Prism plane) 및 피라미드 플레인(Pyramid plane)을 갖는다.
도금의 결정방위에 따라 도금 품질이 결정이 되는데, 바잘 플레인(Basal Plane)은 육각판상 조직으로 표면외관이 우수하고(백색도, 광택), 가공성이 우수하나 마찰특성이 열위하다.
그리고, 도금의 결정 방위가 프리즘 플레인(Prism plane) 및 피라미드 플레인(Pyramid plane)을 가질 경우에는 바잘 플레인(Basal plane) 대비 표면외관 및 가공성이 열위하나, 마찰특성이 우수하다.
특히, 전기도금강판의 백색도에 영향을 주는 영향인자는 음극 전류 밀도(Dk), 도금욕의 Zn2 + 농도, 유속, 온도와 도금용액 내 불순물, 강판 재질의 영향 등으로 크게 나타나고 있다. 해당 전기도금설비에 맞게 적정 강판의 관리, 음극 전류 밀도(Dk), 도금욕의 Zn2 + 농도, 유속, 온도 등을 관리작업하고, 도금용액 내의 불순물 혼입을 방지하기 위해 마이크로메터필터와 일반필터를 이용한 필터링 작업을 주기적으로 수행하고 있다.
그러나, 연속전기도금 작업 중 수시로 원인불명의 백색도 하락에 의한 품질불량 발생으로 라인 정지(Line Stop) 후 도금용액을 전량 폐액 후, 재 메이크업(Make Up)하는 문제가 발생하고 있다.
따라서, 백색도의 중요 영향인자를 발견 및 파악하고 영향인자 관리범위를 발견 및 파악한 후 조정 작업을 수행함으로써 백색도 하락을 방지하며, 도금용액의 폐액 처리 및 재 메이크업(Make Up)을 방지하여 품질향상과 생산성을 향상시키는 것이 무엇보다 필요한 상황이다.
일반적으로, 도금공정의 전기도금셀 전류조정작업에 있어 기존에는 후단 셀 저전류밀도 조업에 의한 백색도 관리작업으로 백색도 유지관리 작업을 하였으며, 아래에는 저전류 조정작업에 따른 백색도 상관관계를 나타내었다.
표 2는 고전류밀도 도금 후 저 전류밀도로 1 ~ 3g의 도금시 육각판상조직 증가에 의한 백색도 측정 결과를 나타낸 것이다.
[표 2]
표 2에 도시된 바와 같이, 정상적인 전류조정에 비해 3 ~ 8%의 저전류투입 및 도금후단셀의 개수별 저전류 조정을 통한 전기도금 작업으로 기존에는 백색도 관리작업이 가능하였다.
특히, 후단 셀의 저전류 투입 작업 개수를 많이 할수록 전류밀도가 상승하여 백색도 상승효과가 있어 후단셀 저전류 개수 조정으로 원하는 백색도 유지관리 작업을 실시하였다.
표준적인 도금욕의 Zn2 + 농도, 유속, 온도 관리작업으로 백색도가 관리범위 안에 유지관리가 되었으며, 도금용액 내로 불순물이 혼입되는 것을 방지하기 위해 마이크로메터필터와 일반필터를 이용한 필터링 작업으로 도금용액 내의 불순물을 제거하는 작업도 이루어지고 있다.
그러나, 이러한 작업에도 불구하고, 주기적 및 비주기적으로 백색도가 급하락하는 문제가 발생되고 있으며, 도금셀 후단부의 여러 셀 저전류 조정작업을 해도 백색도 유지관리 작업이 안되어 라인 스피드 다운(Line Speed Down) 작업에 따른 생산성하락과 백색도 기준내 불일치로 인한 불량 발생과 도금용액의 전량 폐액 처리와 재 메이크업(Make Up) 작업으로 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 도금용액 내에 전기도금 작업 및 반응 중에 백색도 하락에 영향을 주는 주요 영향인자를 파악하고 영향인자의 관리범위를 조정 작업할 수 있도록 설계된 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치 및 이를 이용한 백색도 유지관리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치는 강판에 전기도금을 수행하기 위한 도금 유닛; 상기 도금 유닛에 도금용액을 공급하기 위한 도금용액 공급 메인배관; 상기 도금용액 공급 메인배관에 장착된 도금용액 공급밸브; 상기 도금용액 공급 메인배관에 연결되어, 입측으로 상기 도금용액 공급 메인배관을 통하여 도금용액이 공급되는 열교환기; 상기 열교환기 출측에 연결되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액을 상기 도금 유닛에 공급하기 위한 도금용액 공급배관; 및 상기 열교환기 출측의 도금용액 공급배관에 바이패스 형태로 장착되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액을 체크하기 위한 도금용액 체크 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도금용액 체크 유닛은 상기 열교환기 출측의 도금용액 공급배관에 바이패스 형태로 장착되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액이 배출되는 도금용액 체크 배관; 상기 도금용액 체크 배관에 장착되어, 상기 도금용액 체크 배관 내의 상기 도금용액의 배출을 제어하기 위한 도금용액 체크 밸브; 상기 도금용액 체크 배관에 연통된 도금용액 체크 메인배관; 및 상기 도금용액 체크 메인배관에 장착되어, 상기 도금용액의 유량을 체크하기 위한 도금용액 체크 유량계;를 포함한다.
또한, 상기 도금용액 체크 유닛은 상기 도금용액 체크 메인배관으로부터 배출되는 도금용액을 수용하기 위한 섬프; 상기 도금용액 체크 메인배관에 바이패스 형태로 장착된 도금용액 샘플 채취 배관; 및 상기 도금용액 샘플 채취 배관에 장착된 도금용액 샘플 채취 밸브;를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 도금용액 공급배관의 내부로 공급되는 도금용액은 Na 농도가 80mg/ℓ 이하로 제어된다.
또한, 상기 강판도금장치는 상기 도금용액 공급 메인배관에 바이패스 형태로 장착되어, 상기 도금용액 공급 메인배관을 통해 공급되는 도금용액을 상기 도금용액 공급배관으로 직접 공급하기 위한 도금용액 공급 바이패스 밸브; 및 상기 열교환기의 출측에 장착되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액을 상기 도금용액 공급배관으로 공급하는 것을 제어하기 위한 도금용액 공급 리턴 밸브;를 더 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법은 (a) 도금용액 체크 유닛을 작동 스타트하는 단계; (b) 상기 도금용액 체크 유닛의 작동 중 냉각수 리크체크작동 스타트 신호가 감지될 시, 도금용액 체크 밸브를 오픈하는 단계; 및 (c) 상기 도금용액 체크 유닛의 도금용액 체크 유량계로부터 냉각수 리크(leak) 신호 감지시 도금용액 샘플을 채취하여 분석 의뢰한 후, 상기 냉각수 리크가 발생한 해당 열교환기를 정비하는 단계;를 포함하며, 상기 (a) 내지 (c) 단계는 적어도 1회 이상 반복 실시하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 단계에서, 상기 도금용액 체크 유닛이 작동 스타트되면, 상기 도금용액 체크 밸브가 닫힘 상태가 되고, 도금용액 공급밸브 및 도금용액 공급 리턴 밸브가 열림 상태가 되며, 도금용액 공급 바이패스 밸브가 20 ~ 50%의 열림 상태로 작동된다.
또한, 상기 (b) 단계에서,상기 냉각수 리크체크 작동 스타트 신호가 감지될 시, 상기 도금용액 공급 바이패스 밸브가 100%로 열림 상태가 되고, 상기 도금용액 공급밸브 및 도금용액 공급 리턴 밸브가 닫힘 상태가 되며, 상기 도금용액 체크 밸브가 열림 상태가 된다.
상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 도금용액 체크 유닛의 도금용액 체크 유량계로부터 냉각수 리크(leak) 신호 감지시, 상기 도금용액 샘플 채취 밸브를 열림 상태로 전환시켜 도금용액 샘플을 채취한 후 도금용액 샘플 채취 밸브를 닫힘 상태로 전환시키는 단계; 및 (c-2) 상기 도금용액 샘플에 대한 분석을 의뢰하며, 냉각수 리크 열교환기를 체크한 후, 해당 열교환기의 냉각수 공급 밸브와 냉각수 리턴 밸브를 닫힘 상태로 전환시킨 상태에서 열교환기를 정비하는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 도금용액 공급배관의 내부로 공급되는 도금용액은 Na 농도가 80mg/ℓ 이하로 제어된다.
본 발명에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치 및 이를 이용한 백색도 유지관리 방법은 도금용액 체크 유닛을 통하여 도금용액 내에 전기도금 작업 및 반응 중에 백색도 하락에 영향을 주는 주요 영향인자인 도금용액 내의 Na 농도를 실시간으로 체크함과 더불어, 열교환기의 냉각수 누수에 따른 도금용액 내의 냉각수 혼입 발생시 해당 열교환기를 정비하는 것에 의해, 도금용액 공급배관의 내부로 공급되는 도금용액 내의 Na 농도를 80mg/ℓ 이하로 제어하는 것이 가능해질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치 및 이를 이용한 백색도 유지관리 방법은 도금용액 공급배관의 내부로 공급되는 도금용액 내의 Na 농도를 80mg/ℓ 이하로 제어하는 것이 가능해짐으로써, 백색도 불량에 의한 표면불량을 방지하며 도금용액의 전량 폐액처리 및 재 메이크업(Make Up) 작업으로 인한 생산 수율의 저하 문제를 미연에 방지할 수 있게 된다.
도 1은 아연의 결정 방위를 나타낸 도면.
도 2는 Na 농도에 따른 백색도 시계열 분석 결과를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치를 나타낸 모식도.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면.
도 5는 도 3의 열교환기를 확대하여 나타낸 결합 사시도.
도 6은 도 3의 열교환기를 확대하여 나타낸 분해 사시도.
도 7은 도 6의 열교환기에 대한 작동 원리를 설명하기 위한 모식도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 Na 농도에 따른 백색도 시계열 분석 결과를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치를 나타낸 모식도.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면.
도 5는 도 3의 열교환기를 확대하여 나타낸 결합 사시도.
도 6은 도 3의 열교환기를 확대하여 나타낸 분해 사시도.
도 7은 도 6의 열교환기에 대한 작동 원리를 설명하기 위한 모식도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법을 나타낸 순서도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치 및 이를 이용한 백색도 유지관리 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 백색도 유리관리가 가능한 강판도금장치는 기존의 전기도금강판 백색도 유지관리 작업으로 도금셀의 저전류 조정 작업과 도금용액의 Zn2+ 농도, 유속 및 온도 관리작업 외에 백색도가 급격하게 하락하는 영향 인자를 발견하고, 백색도의 하락 영향 인자의 관리 범위를 정립화하며, 도금용액 내 백색도 하락 영향인자가 혼입되는 것을 알아내었다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 백색도 유리관리가 가능한 강판도금장치는 백색도 불량에 의한 표면불량을 방지하며 도금용액의 전량 폐액처리와 재 메이커업(Make Up) 작업으로 인한 표면품질 저하, 생산 수율 하락 등의 문제를 개선할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 도금용액 내의 기존 관리 항목인 Zn2 + 농도(g/l), H2SO4(g/ℓ) 외에 도금용액 내에 혼입된 항목별 백색도 관련성을 실험하였으며 그 결과는 아래와 같다.
표 3은 도금용액 내 Pb2 +(ppm) 농도와 백색도 간의 영향 관계를 연구한 결과를 나타낸 것이다.
[표 3]
표 3에 도시된 바와 같이, 도금강판의 생산작업 중 도금용액 내의 Pb2 +(ppm) 농도 변화와 백색도 영향 관계를 연구한 결과, Pb2 +(ppm) 농도는 백색도와 영향이 없는 것으로 확인되었다.
표 4는 도금용액 내 T-Fe(g/ℓ) 농도와 백색도 간의 영향 관계를 연구한 결과를 나타낸 것이다.
[표 4]
표 4에 도시된 바와 같이, 도금강판의 생산작업 중 도금용액 내의 T-Fe(g/ℓ 농도 변화와 백색도 영향 관계를 연구한 결과, T-Fe(g/ℓ) 농도는 백색도와 영향이 없는 것으로 확인되었다.
표 5는 도금용액 내 Ni2 +(ppm) 농도와 백색도 간의 영향 관계를 연구한 결과를 나타낸 것이다.
[표 5]
표 5에 도시된 바와 같이, 도금강판의 생산작업 중 도금용액 내의 Ni2 +(ppm) 농도 변화와 백색도 영향 관계를 연구한 결과, Ni2 +(ppm) 농도는 백색도와 영향이 없는 것으로 확인되었다.
표 6은 도금용액 내 Cu2 +(ppm) 농도와 백색도 간의 영향 관계를 연구한 결과를 나타낸 것이다.
[표 6]
표 6에 도시된 바와 같이, 도금강판의 생산작업 중 도금용액 내의 Cu2 +(ppm) 농도 변화와 백색도 영향 관계를 연구한 결과, Cu2 +(ppm) 농도는 백색도와 영향이 없는 것으로 확인되었다.
표 7은 도금용액 내 Na(mg/ℓ) 농도와 백색도 간의 영향 관계를 연구한 결과를 나타낸 것이고, 도 2는 Na 농도에 따른 백색도 시계열 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
[표 7]
표 7 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도금강판의 생산작업 중 도금용액 내의 Na(mg/ℓ) 농도 변화와 백색도 영향이 큰 것으로 연구 결과 확인되었다.
특히, Na(mg/ℓ) 농도가 80mg/ℓ 이상부터 백색도가 조금씩 영향을 받고, 90mg/ℓ 이상부터는 백색도에 많은 영향을 끼치는 것으로 확인되었다.
표 8은 Na 유입관련 원인 규명을 위해 각종 유틸리티 농도 분석값을 나타낸 것이다.
[표 8]
표 8에 도시된 바와 같이, 백색도 유지관리 해결수단으로 전기도금강판 백색도 비주기적 급하락 영향인자가 Na임을 발견하게 되었으며, 도금용액 내의 Na가 80mg/ℓ 이하로 관리되도록 작업하는 것이 바람직하다는 것을 확인할 수 있다.
이때, Na가 가장 많이 유입되는 곳이 냉각수 열교환기 누수(Leak)에 의해 도금용액 내로 냉각수가 혼입되는 것이 주요 원인이다. 따라서, Na 유입 확인 시스템을 개발하여 적용 관리함으로써, 백색도 유지관리가 가능하다는 것을 알아내었다.
이에 대해서는 이하 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치를 나타낸 모식도이고, 도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치(100)는 도금 유닛(110), 도금용액 공급 메인배관(120), 도금용액 공급밸브(122), 열교환기(130), 도금용액 공급배관(140), 도금용액 공급 바이패스 밸브(124), 도금용액 공급 리턴 밸브(126) 및 도금용액 체크 유닛(160)을 포함한다.
도금 유닛(110)은 강판(S)에 전기도금을 수행하는 역할을 한다. 이때, 도금 유닛(110)은 적어도 하나 이상이 설치되어 있을 수 있으며, 각각의 도금 유닛(110)은 도금셀(112), 도금롤(114) 및 백업롤(116)을 포함할 수 있다. 이때, 도금셀(114)로는 도금용액 공급배관(140)을 통하여 도금용액이 공급된다. 여기서, 강판(S)은 도금욕 내에 침지된 백업롤(116)과, 백업롤(116) 상부에 배치되는 도금롤(114) 사이를 통과하면서 전기도금이 이루어질 수 있다. 이때, 도금 유닛(110)의 도금욕에서 사용된 도금용액은 도금용액 리턴 메인배관(190)을 통하여 회수될 수 있다.
도금용액 공급 메인배관(120)은 도금 유닛(110)에 도금용액을 공급하기 위해 설치된다. 이때, 도금용액 공급 메인배관(120)은 도금용액 공급 탱크(180)에 연결되도록 설치되어, 도금용액 공급 탱크(180)로부터 도금용액을 공급받는다. 이러한 도금용액 공급 메인배관(120)에는 도금용액 공급 탱크(180)으로부터 공급되는 도금용액의 원활한 순환을 위해 도금용액 공급 펌프(121)가 설치되어 있을 수 있다. 이러한 도금용액 공급 펌프(121)는 도금 유닛(110)의 수와 동일하게 설치되어 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도금용액 공급밸브(122)은 도금용액 공급 메인배관(120)에 장착된다. 이러한 도금용액 공급밸브(122)는 열교환기(130)의 전단에 배치되어, 열교환기(130)의 내부로 공급되는 도금용액에 대한 공급 및 차단을 제어하게 된다.
열교환기(130)는 도금용액 공급 메인배관(120)에 연결되며, 입측으로 도금용액 공급 메인배관(120)을 통하여 도금용액이 공급된다.
이때, 열교환기(130)는 도금용액 공급 메인배관(120)을 통하여 공급되는 도금용액과, 냉각수 공급 배관(171)을 통하여 공급되는 냉각수 간의 열교환이 이루어지게 된다. 이를 위해, 열교환기(130)의 일측 상단에는 냉각수 공급 배관(171)이 설치되고, 열교환기(130)의 일측 하단에는 열교환이 이루어진 냉각수를 배출하기 위한 냉각수 리턴 배관(172)이 설치되어 있을 수 있다. 그리고, 냉각수 공급 배관(171)에는 냉각수 공급 배관(171)의 내부를 순환하는 냉각수의 공급을 제어하기 위한 냉각수 공급 밸브(173)가 설치되고, 냉각수 리턴 배관(172)에는 냉각수 리턴 배관(172)의 내부를 순환하는 냉각수의 배출을 제어하기 위한 냉각수 리턴 밸브(174)가 설치되어 있을 수 있다.
도 5는 도 3의 열교환기를 확대하여 나타낸 결합 사시도이고, 도 6은 도 3의 열교환기를 확대하여 나타낸 분해 사시도이며, 도 7은 도 6의 열교환기에 대한 작동 원리를 설명하기 위한 모식도로, 이를 참조하여 보다 상세한 설명하도록 한다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 열교환기(130)는 유로를 갖는 적어도 하나 이상이 스택된 분리판(136)과, 분리판(136)의 최외측 가장자리에 각각 배치된 엔드 플레이트(132, 134)를 포함할 수 있다.
도면으로 상세히 도시하지는 않았지만, 유로는 도금용액이 순환하는 도금용액 순환 유로와, 냉각수가 순환하는 냉각수 순환 유로로 구분되어 있을 수 있다.
이에 따라, 도금용액 순환 유로 내로 순환하는 도금용액은 냉각수 순환 유로를 순환하는 냉각수에 의해 열교환되어 설정된 온도로 냉각된 상태에서 도금용액 공급배관(140)으로 공급될 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4를 다시 참조하면, 도금용액 공급배관(140)은 열교환기(130) 출측에 연결되어, 열교환기(130)에 의해 열교환된 도금용액을 도금 유닛(110)에 공급하는 역할을 한다. 이를 위해, 도금용액 공급배관(140)의 일측 단부는 도금 유닛(110)의 도금셀(112)에 연결되고, 타측 단부는 열교환기(130)의 출측에 연결되어 있을 수 있다.
도금용액 공급 바이패스 밸브(124)는 도금용액 공급 메인배관(120)에 바이패스 형태로 장착되어, 도금용액 공급 메인배관(120)을 통해 공급되는 도금용액을 도금용액 공급배관(140)으로 직접 공급하기 위해 설치된다.
도금용액 공급 리턴 밸브(126)는 열교환기(130)의 출측에 장착되어, 열교환기(130)에 의해 열교환된 도금용액을 도금용액 공급배관(140)으로 공급하는 것을 제어하는 역할을 한다.
도금용액 체크 유닛(160)은 열교환기(130) 출측의 도금용액 공급배관(140)에 바이패스 형태로 장착되어, 열교환기(130)에 의해 열교환된 도금용액을 체크하기 위해 설치된다.
이러한 도금용액 체크 유닛(160)은 도금용액 체크 배관(161), 도금용액 체크 밸브(162), 도금용액 체크 메인배관(163) 및 도금용액 체크 유량계(164)를 포함한다.
도금용액 체크 배관(161)은 열교환기(130) 출측의 도금용액 공급배관(140)에 바이패스 형태로 장착되어, 열교환기(130)에 의해 열교환된 도금용액이 배출된다. 이러한 도금용액 체크 배관(161)은 도금 유닛(110)의 수와 동일한 수로 설치되어 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도금용액 체크 밸브(161)는 도금용액 체크 배관(161)에 각각 장착되어, 도금용액 체크 배관(161) 내의 도금용액의 배출을 제어하기 위해 설치된다.
도금용액 체크 메인배관(163)은 도금용액 체크 배관(161)에 연통된다. 이러한 도금용액 체크 메인배관(163)은 적어도 하나 이상의 도금용액 체크 배관(161)을 하나로 연결시킨다.
도금용액 체크 유량계(164)는 도금용액 체크 메인배관(163)에 장착되어, 도금용액의 유량을 체크하기 위해 설치된다.
또한, 도금용액 체크 유닛(150)은 도금용액 체크 메인배관(163)으로부터 배출되는 도금용액을 수용하기 위한 섬프(167, Sump)와, 도금용액 체크 메인배관(163)에 바이패스 형태로 장착된 도금용액 샘플 채취 배관(165)과, 도금용액 샘플 채취 배관(165)에 장착된 도금용액 샘플 채취 밸브(166)를 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치(100)는 각각의 도금셀(112)에 도금용액을 공급하기 위한 도금용액 공급배관(140)과 열교환기(130) 사이에 도금용액 공급 바이패스 밸브(124)를 설치하고, 열교환기(130)의 입측에 도금용액 공급밸브(122)를 설치하며, 도금용액 공급 리턴 밸브(126)의 전단에 도금용액 체크 배관(161)이 연결되며 도금용액 체크 배관(161)에는 도금용액 체크 밸브(162)가 설치된다.
또한, 도금용액 체크 밸브(162)에 각각 연결된 도금용액 체크 메인배관(163)에는 도금용액 체크 유량계(164)가 설치되며, 도금용액 체크 유량계(164)의 후단에는 도금용액 샘플 채취 배관(165)이 연결되며, 도금용액 샘플 채취 배관(165)에는 도금용액 샘플 채취 밸브(166)가 설치되며, 도금용액 체크 메인배관(163)은 섬프(167)에 연결되게 구성된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치(100)는 도금용액 체크 유닛(160)을 통하여 도금용액 내에 전기도금 작업 및 반응 중에 백색도 하락에 영향을 주는 주요 영향인자인 도금용액 내의 Na 농도를 실시간으로 체크함과 더불어, 열교환기(130)의 냉각수 누수에 따른 도금용액 내의 냉각수 혼입 발생시 해당 열교환기(130)를 정비하는 것에 의해, 도금용액 공급배관(140)의 내부로 공급되는 도금용액 내의 Na 농도를 80mg/ℓ 이하로 제어하는 것이 가능해질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치(100)는 도금용액 공급배관(140)의 내부로 공급되는 도금용액 내의 Na 농도를 80mg/ℓ 이하로 제어하는 것이 가능해짐으로써, 백색도 불량에 의한 표면불량을 방지하며 도금용액의 전량 폐액처리 및 재 메이크업(Make Up) 작업으로 인한 생산 수율의 저하 문제를 미연에 방지할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법을 나타낸 순서도로, 도 3과 연계하여 설명하도록 한다.
도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도금용액 체크 유닛(160)을 작동 스타트(Start)한다.
이와 같이, 도금용액 체크 유닛(160)을 작동 스타트하게 되면, 도금용액 체크 밸브(162)가 닫힘 상태(Close)가 되고, 도금용액 공급밸브(140) 및 도금용액 공급 리턴 밸브(126)가 열림 상태(Open)가 된다. 이와 동시에, 도금용액 공급 바이패스 밸브(124)가 20 ~ 50%의 열림 상태로 작동된다.
본 단계에서, 일정 시간(평균 10 ~ 20시간 주기)이 경과한 후, '냉각수 리크체크(Leak Check) 작동 스타트(Start)' 신호가 감지될 시, 도금용액 공급 바이패스 밸브(124)가 100%로 열림 상태가 되고, 도금용액 공급밸브(140) 및 도금용액 공급 리턴 밸브(124)가 닫힘 상태가 된다. 이와 동시에, 도금용액 체크 밸브(162)가 열림 상태가 되며, 도금용액 체크 유량계(164)에 유량이 흐르는 신호가 감지되면, 열교환기(130)에 냉각수가 리크(Leak)된 것이므로, 도금용액 체크 유량계(164)에 연결된 제어장치에 의해 HMI 운전화면에 '냉각수 리크알람'이 발생되고, '냉각수 Leak' 발생 메시지가 HMI 운전화면에 나타나게 된다.
본 단계에서, 작업자가 확인한 후 도금용액 샘플 채취 밸브(166)를 열림 상태로 전환시켜 도금용액 샘플을 채취한 후 도금용액 샘플 채취 밸브(166)를 닫힘 상태로 전환시킨다. 이후, 도금용액 샘플에 대한 분석을 의뢰하며, 냉각수 리크 열교환기(130)를 체크한 후, 해당 열교환기(130)의 냉각수 공급 밸브(173)와 냉각수 리턴 밸브(174)를 닫힘 상태로 전환시킨 상태에서 열교환기(130)를 정비한다.
다음으로, 냉각수 공급 밸브(173)와 냉각수 리턴 밸브(174)를 열림 상태로 전환시켜 도금용액 체크 유량계(164)에 유량이 흐르는 신호를 재 감지하여 확인하게 되며, 신호가 감지되지 않을 경우 도금용액 체크 밸브(162)가 닫힘 상태가 되고, 도금용액 공급밸브(122), 도금용액 공급 리턴 밸브(126)가 열림 상태가 된다. 이와 동시에, 도금용액 공급 바이패스 밸브(124)가 20 ~ 50%의 열림 상태로 작동하며, '작동중지' 신호가 감지되기 전까지 계속해서 작업을 수행하게 된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법은 도금용액 체크 유닛을 통하여 도금용액 내에 전기도금 작업 및 반응 중에 백색도 하락에 영향을 주는 주요 영향인자인 도금용액 내의 Na 농도를 실시간으로 체크함과 더불어, 열교환기의 냉각수 누수에 따른 도금용액 내의 냉각수 혼입 발생시 해당 열교환기를 정비하는 것에 의해, 도금용액 공급배관의 내부로 공급되는 도금용액 내의 Na 농도를 80mg/ℓ 이하로 제어하는 것이 가능해질 수 있다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법은 도금용액 공급배관의 내부로 공급되는 도금용액 내의 Na 농도를 80mg/ℓ 이하로 제어하는 것이 가능해짐으로써, 백색도 불량에 의한 표면불량을 방지하며 도금용액의 전량 폐액처리 및 재 메이크업(Make Up) 작업으로 인한 생산 수율의 저하 문제를 미연에 방지할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 강판도금장치 110 : 도금 유닛
112 : 도금셀 114 : 도금롤
116 : 백업 120 : 도금용액 공급 메인배관
121 : 도금용액 공급 펌프 122 : 도금용액 공급밸브
124 : 도금용액 공급 바이패스 밸브 126 : 도금용액 공급 리턴 밸브
130 : 열교환기 140 : 도금용액 공급배관
160 : 도금용액 체크 유닛 161 : 도금용액 체크 배관
162 : 도금용액 체크 밸브 163 : 도금용액 체크 메인배관
164 : 도금용액 체크 유량계 165 : 도금용액 샘플 채취 배관
166 : 도금용액 샘플 채취 밸브 167 : 섬프
171 : 냉각수 공급 배관 172 : 냉각수 리턴 배관
173 : 냉각수 공급 밸브 174 : 냉각수 리턴 밸브
180 : 도금용액 공급 탱크 190 : 도금용액 리턴 메인배관
S : 강판
112 : 도금셀 114 : 도금롤
116 : 백업 120 : 도금용액 공급 메인배관
121 : 도금용액 공급 펌프 122 : 도금용액 공급밸브
124 : 도금용액 공급 바이패스 밸브 126 : 도금용액 공급 리턴 밸브
130 : 열교환기 140 : 도금용액 공급배관
160 : 도금용액 체크 유닛 161 : 도금용액 체크 배관
162 : 도금용액 체크 밸브 163 : 도금용액 체크 메인배관
164 : 도금용액 체크 유량계 165 : 도금용액 샘플 채취 배관
166 : 도금용액 샘플 채취 밸브 167 : 섬프
171 : 냉각수 공급 배관 172 : 냉각수 리턴 배관
173 : 냉각수 공급 밸브 174 : 냉각수 리턴 밸브
180 : 도금용액 공급 탱크 190 : 도금용액 리턴 메인배관
S : 강판
Claims (10)
- 강판에 전기도금을 수행하기 위한 도금 유닛;
상기 도금 유닛에 도금용액을 공급하기 위한 도금용액 공급 메인배관;
상기 도금용액 공급 메인배관에 장착된 도금용액 공급밸브;
상기 도금용액 공급 메인배관에 연결되어, 입측으로 상기 도금용액 공급 메인배관을 통하여 도금용액이 공급되는 열교환기;
상기 열교환기 출측에 연결되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액을 상기 도금 유닛에 공급하기 위한 도금용액 공급배관; 및
상기 열교환기 출측의 도금용액 공급배관에 바이패스 형태로 장착되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액을 체크하기 위한 도금용액 체크 유닛;을 포함하며,
상기 도금용액 체크 유닛은 상기 열교환기 출측의 도금용액 공급배관에 바이패스 형태로 장착되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액이 배출되는 도금용액 체크 배관; 상기 도금용액 체크 배관에 장착되어, 상기 도금용액 체크 배관 내의 상기 도금용액의 배출을 제어하기 위한 도금용액 체크 밸브; 상기 도금용액 체크 배관에 연통된 도금용액 체크 메인배관; 및 상기 도금용액 체크 메인배관에 장착되어, 상기 도금용액의 유량을 체크하기 위한 도금용액 체크 유량계;를 포함하고,
상기 도금용액 공급배관의 내부로 공급되는 도금용액은 Na 농도가 80mg/ℓ 이하로 제어되어, 백색도 불량에 의한 표면불량이 방지되는 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 도금용액 체크 유닛은
상기 도금용액 체크 메인배관으로부터 배출되는 도금용액을 수용하기 위한 섬프;
상기 도금용액 체크 메인배관에 바이패스 형태로 장착된 도금용액 샘플 채취 배관; 및
상기 도금용액 샘플 채취 배관에 장착된 도금용액 샘플 채취 밸브;
를 더 포함하는 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 강판도금장치는
상기 도금용액 공급 메인배관에 바이패스 형태로 장착되어, 상기 도금용액 공급 메인배관을 통해 공급되는 도금용액을 상기 도금용액 공급배관으로 직접 공급하기 위한 도금용액 공급 바이패스 밸브; 및
상기 열교환기의 출측에 장착되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액을 상기 도금용액 공급배관으로 공급하는 것을 제어하기 위한 도금용액 공급 리턴 밸브;
를 더 포함하는 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치.
- 제1항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 기재된 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법으로서,
(a) 도금용액 체크 유닛을 작동 스타트하는 단계;
(b) 상기 도금용액 체크 유닛의 작동 중 냉각수 리크체크작동 스타트 신호가 감지될 시, 도금용액 체크 밸브를 오픈하는 단계; 및
(c) 상기 도금용액 체크 유닛의 도금용액 체크 유량계로부터 냉각수 리크(leak) 신호 감지시 도금용액 샘플을 채취하여 분석 의뢰한 후, 상기 냉각수 리크가 발생한 해당 열교환기를 정비하는 단계;를 포함하며,
상기 (a) 내지 (c) 단계는 적어도 1회 이상 반복 실시하고,
상기 도금용액 체크 유닛은 상기 열교환기 출측의 도금용액 공급배관에 바이패스 형태로 장착되어, 상기 열교환기에 의해 열교환된 상기 도금용액이 배출되는 도금용액 체크 배관; 상기 도금용액 체크 배관에 장착되어, 상기 도금용액 체크 배관 내의 상기 도금용액의 배출을 제어하기 위한 도금용액 체크 밸브; 상기 도금용액 체크 배관에 연통된 도금용액 체크 메인배관; 및 상기 도금용액 체크 메인배관에 장착되어, 상기 도금용액의 유량을 체크하기 위한 도금용액 체크 유량계;를 포함하고,
상기 도금용액 공급배관의 내부로 공급되는 도금용액은 Na 농도가 80mg/ℓ 이하로 제어되어, 백색도 불량에 의한 표면불량이 방지되는 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 (a) 단계에서,
상기 도금용액 체크 유닛이 작동 스타트되면, 상기 도금용액 체크 밸브가 닫힘 상태가 되고, 도금용액 공급밸브 및 도금용액 공급 리턴 밸브가 열림 상태가 되며, 도금용액 공급 바이패스 밸브가 20 ~ 50%의 열림 상태로 작동되는 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 (b) 단계에서,
상기 냉각수 리크체크 작동 스타트 신호가 감지될 시,
상기 도금용액 공급 바이패스 밸브가 100%로 열림 상태가 되고, 상기 도금용액 공급밸브 및 도금용액 공급 리턴 밸브가 닫힘 상태가 되며, 상기 도금용액 체크 밸브가 열림 상태가 되는 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
(c-1) 상기 도금용액 체크 유닛의 도금용액 체크 유량계로부터 냉각수 리크(leak) 신호 감지시, 상기 도금용액 샘플 채취 밸브를 열림 상태로 전환시켜 도금용액 샘플을 채취한 후 도금용액 샘플 채취 밸브를 닫힘 상태로 전환시키는 단계; 및
(c-2) 상기 도금용액 샘플에 대한 분석을 의뢰하며, 냉각수 리크 열교환기를 체크한 후, 해당 열교환기의 냉각수 공급 밸브와 냉각수 리턴 밸브를 닫힘 상태로 전환시킨 상태에서 열교환기를 정비하는 단계;
를 포함하는 백색도 유지관리가 가능한 강판도금장치를 이용한 백색도 유지관리 방법.
- 삭제
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