KR19980044846A - 산세용액의 농도 자동 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산세용액 농도 자동 조절장치에 관한 것으로, 산세탱크로부터 측정기까지 산세액을 공급하기 위한 배관 및 펌프와 연결되어 산세 용액에 있어서의 혼합액의 PH 및 탁도를 측정하고, 상기 측정된 신호를 콘트롤러에서 수신하여 산세액의 농도를 적정한 농도상태로 자동제어되도록 한다. 이로써 열간 압연된 강판이 산세 설비를 통과하면서 산세되는 과정중에 산세 농도를 자동으로 분석하여 산세용액 탱크에 산세 용액을 정량적으로 공급해 줄 수 있으며, 또한 기존의 비중 및 전도도를 이용하여 환산하는 간접적인 방법과는 달리 대기시간이 없는 연속적으로 산세 농도를 분석, 공급할 수 있다.

Description

산세용액의 농도 자동 조절장치

본 발명은 산세용액을 자동으로 조절하는 장치에 관한 것으로, 특히 강판의 표면 산화물을 제거하기 위한 산세처리장치에서 용액의 유리산도 및 전산도 농도를 자동으로 분석하여 산세액 농도를 조절할 수 있는 산세용액의 농도 자동 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 산세처리는 표면에 형성된 산화물을 제거하기 위하여 실시되는 처리로서, 제강공정중 주로 열연강판을 제조하는 과정중에 형성된 표면 산화물을 냉간압연하기 전 단계에서 표면 산화물을 제거하는데 이용된다.

산세처리에 있어서 주로 사용되는 산세용액으로는 질산, 염산 혹은 황산등이 많이 사용되며, 산세 효율은 용액중의 수소이온농도가 높을수록 효과적이나 황산이나 질산은 그 농도가 일정수준 이상으로 높아지면 부식율이 저하되는 경향이 나타나게 되므로 그 농도를 적절하게 유지할 필요가 있다.

그러므로 산세처리시 그 농도는 질산의 경우 5-7%, 황산 10-15%, 염산 80-15%의 농도하에서 이루어진다. 산세 용액의 온도에 의한 영향으로는 황산 용액의 경우는 절대적인 영향을 미치지만 염산의 경우는 온도의 영향이 적은 편이다.

강산의 염산 농도하에서 산세용액의 온도가 80-90℃ 되는 고온상태에서 산세작업을 할 때, 용액의 수소이온 농도를 직접 측정할 경우는 측정 센서의 수명이 단축되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 상기와 같은 고농도의 용액에서는 농도에 따라 PH값의 변화가 너무 적어 자동으로 용액을 관리하지 못하는 문제점이 있다.

산세용액의 농도를 자동 관리하기 위한 종래의 방법으로는 용액의 비중 및 전도도를 측정하여 환산하는 방법이 많이 이용되어져 왔다. 상기 방법에서는 용액중의 이온 농도에 따라 용액의 전도도가 증가하는 원리와 용액중의 철이온 농도가 증가할수록 비중이 증가하는 것을 원리로 하며 비교적 측정이 간단하여 산세액의 농도예측에 많이 사용하는 방법이다.

그러나 상기의 방법은 용액의 농도를 직접적으로 측정하는 방법이 아니라 간접적인 방법이므로 측정값의 신뢰성에 문제가 있으며, 또한 자동 농도 관리를 위해서는 모든 경우에 있어서 용액의 비중 및 전도도 값을 입력시켜 주어야 하는 문제점이 있다.

또한 자동적정법에 의해 농도값을 측정하는 방법이 있다. 이 방법은 비교적 정확한 용액의 유리산도 및 전산도를 측정할 수 있는 방법이지만 시간이 많이 소요되는 문제점이 있어 용액의 농도가 급변할 때는 자동으로 용액의 농도를 관리하기 곤란한 문제점이 발생할 소지가 있으며, 또한 당량점을 얻기 위해 적정액의 양의 설정에 피드백 제어를 하게 됨에 따라 이를 위해 분석 장치가 복잡해지는 문제점이 있다.

그러므로 자동 농도 관리를 위해서는 관리 범위의 명확한 설정과 온라인(on-line) 분석기의 신뢰성 확보가 필요하며 이를 위해 다른 방식의 농도 분석기 개발에 의한 농도 자동 조정 기술을 도출해야 하는 문제점을 안고 있다.

따라서 본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 산세액과 물이 혼합된 혼합액의 PH 와 탁도를 측정하는 측정기와, 상기 측정기로 부터 얻은 결과를 기준으로 상기 산세액의 농도를 조절하는 콘트롤러를 구비함으로써, 산세액의 농도를 자동으로 관리하도록 하는 산세액의 농도 자동 조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 산세용액의 농도 자동 조절장치의 구성을 도시한 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 산세액 보관조3 : 혼합기(Mixer)

4 : 물 공급라인5 : 측정기

7 : 콘트롤러(Controller)9 : 공급밸브

11 : 염산 수용탱크13 : 측정 및 세정 변환기

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는

산세액이 보관되어 있는 보관조와;

상기 산세액의 농도를 조절하는 염산이 수용되어 있는 염산수용탱크와;

상기 보관조로부터 공급된 산세액과, 다른 공급라인을 통해 공급된 물을 혼합시키는 혼합기와;

상기 혼합액의 PH 와 탁도를 측정하기 위한 측정기와;

상기 각 측정기에서 얻어진 측정치를 입수하여 기준 목표치와 비교함에 의해 산세액의 농도를 자동으로 조절하도록 상기 산세액에 염산을 공급하는 밸브를 제어하는 콘트롤러로 구성되는 산세용액 자동 농도조절장치를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 산세용액의 자동 농도 조절장치의 구성을 도시한 개략도이다.

상기 도면에서 산세공정의 산세액 자동 농도 조절 시스템을 나타낸 것으로, 다음과 같은 작업에 의해 산세 용액이 분석 공급된다. 산세액이 수용되어 있는 산세액 보관조(1)로부터 산세액은 펌프와 같은 동력수단에 의해 혼합기(3)로 공급된다.

이때, 상기 산세액으로는 예컨데, 0.1N 농도의 NaOH 용액을 사용한다.

상기 혼합기(3)로 이송된 산세액은 별도의 물 공급라인(4)을 통해 공급되어진 물과 함께 혼합되어 강산의 산세액은 그 농도가 희석된다.

따라서 흡입펌프(미도시)를 통과하여 혼합기(3)에 이송되어 물과 산세 탱크(11)의 염산 용액과 혼합하여 강산을 희석시켜 측정 중독 효과를 줄이도록 한다.

다음 상기 혼합기(3)에 수용된 혼합액으로 부터 그 혼합액의 특성을 측정하는 과정은 그 상부에 위치한 측정기(5)에서 이루어진다.

상기 측정기(5)내에는 PH 측정 셀과, 탁도기 등이 구비되어 있어 혼합액의 PH 값과 탁도를 측정하며, 상기 측정된 값은 다시 콘트롤러(7)로 송신된다.

이때, 상기 측정기(5)에서 측정된 신호를 상기 콘트롤러(7)로 송부하기 위한 수단은 여러 가지 형태로 이루어질 수 있지만, 그 일예는 pH 전류 변환기(미도시)와 탁도 전류 변환기(미도시)등과 같은 전류 변환기를 통한 전류신호로 상기 콘트롤러(7)로 송부한다.

상기 콘트롤러(7)내에는 유리 산도 제어 설정기(미도시)와 전산도 제어 설정기(미도시)가 구비되어 있으며, 상기 각 제어 설정기를 통해 염산탱크(11)로 유입되는 대략 18% 염산 용액의 공급량을 조절하는 밸브 예컨데, 버터 플라이 밸브(20)를 제어하여 설정된 염산 용액의 양이 염산 탱크 용액(11)에 유입된다.

한편, 상기 측정기(5)내에는 PH측정셀(11)이 3개로 이루어져 있는 데, 상기 각각의 셀은 원하는 목표 농도, 하한 농도, 상한 농도를 정하여 유리산도 제어 설정기의 3점 관리하에서 염산 용액 공급의 밸브가 자동으로 조절 가능하게 하였다.

또한 상기 도면에 도시된 측정 및 세정 변환기(13)는 순수라인, 적정용 라인 및 세정용 라인으로 구분하여 중간에 전환 밸브를 부착하였다. 상기 측정 및 세정 변환기(13)의 작동 방법으로는 세정액 즉, NaOH 적정후 흡입펌프 및 PH 측정 용기내에 잔류하는 용액을 장기간 방치할 시, 측정셀의 수명이 저하됨은 물론 측정값의 오차가 발생되므로 이 경우 솔레노이드 밸브를 작동하여 산세액 공급은 중단하고, 순수 용액을 측정기(5)내에 유입시켜 잔류하는 용액을 세척하며, 세척된 물은 배출라인을 통해 자동으로 배출시킨다.

적정시에는 순수 세척용액을 솔레노이드 밸브를 통해 차단하고 적정액을 공급하고 동시에 산세용액도 공급한다.

한편, 본 발명의 장치를 이용하여 유리산도 및 전산도 농도를 자동 관리하기 위한 필요 조건은 다음과 같다.

첫째, 전극 및 측정값의 신뢰도 향상을 위해 산세액을 순수물로 일정 비율로 희석하고 알카리 용액으로 PH를 측정후 Hcl 투입량을 조절한다.

둘째, 용액의 Fe 농도는 용액중 Fe 이온을 슬러지화한 후에 탁도를 측정한다.

산세 탱크(11) 용액의 염산 산세 용액은 강산이므로 순수 물로 일정 비율로 희석시켜 사용하면 PH의 수명 연장 및 오차 범위를 줄일 수 있다. 탁도를 측정하기 위해서는 Fe 이온을 슬러지화 해야 하는데 산세 탱크(11) 용액내의 Fe³⁺은 PH 2.5 부터 슬러지화 되고, Fe²⁺은 PH 6.4부터 슬러지화가 되어서 슬러지화 된 Fe 이온의 농도를 환산하여 목표 농도, 관리 범위의 상한 및 하한 등의 3점 관리하는 것과 비교하여 측정기(5)로부터 출력되는 신호 예컨데, (4-20mA) 크기의 직류전류 신호를 공정의 센텀(centum)에서 받아 염산 공급밸브(9)의 자동 조절에 의해 염산액의 투입용량을 조절하여 원하는 목표 관리 농도 범위하에서 산세 공정이 수행되도록 한다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 산세용액 농도조절장치는 산세탱크로 부터 측정기까지 산세액을 공급하기 위한 배관 및 펌프와 연결되어 산세 용액에 있어서의 혼합액의 PH 및 탁도를 측정하고, 상기 측정된 신호를 콘트롤러에서 수신하여 산세액의 농도를 적정한 농도상태로 자동제어되도록 한다.

이로써 열간 압연된 강판이 산세 설비를 통과하면서 산세되는 과정중에 산세농도를 자동으로 분석하여 산세 용액 탱크에 산세 용액을 정량적으로 공급해 줄 수 있으며, 또한 기존의 비중 및 전도도를 이용하여 환산하는 간접적인 방법과는 달리 대기시간(dead time)이 없는 연속적으로 산세 농도를 분석, 공급할 수 있다.

Claims (1)

1. 강판의 표면에 형성된 표면산화물을 제거하기 위한 산세처리 장치에 있어서,

   산세액이 보관되어 있는 보관조와,

   상기 산세액의 농도를 조절하는 염산이 수용되어 있는 염산수용탱크와,

   상기 보관조로부터 공급된 산세액과, 다른 공급라인을 통해 공급된 물을 혼합시키는 혼합기와,

   상기 혼합액의 PH와 탁도를 측정하기 위한 측정기와,

   상기 각 측정기에서 얻어진 측정치를 입수하여 기준 목표치와 비교함에 의해 산세액의 농도를 자동으로 조절하도록 상기 산세액에 염산을 공급하는 밸브를 제어하는 콘트롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 산세용액 자동 농도조절장치.