KR200224799Y1 - 스틸삽입형 아연전극 - Google Patents

Abstract

본 고안은 아연도금작업을 수행할 수 있도록 지지대에 의해 지지된 상태로 염산욕의 수평형 전기도금조에 침지되는 아연전극에 관한 것으로서, 상기 아연전극에 스틸이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하므로, 염산욕의 가용성 아연전극을 사용하는 수평형 전기도금조에서 연속도금시 아연전극의 휘어짐을 방지하도록 스틸이 삽입된 가용성 아연전극을 제공함으로써 장시간 도금작업이 가능하였다.

Description

스틸삽입형 아연전극{Zinc anode having steel}

본 고안은 카로젤형 연속전기도금조에서 도금강판 제조시 발생되는 밴드마크(Band Mark)를 방지하기 위해 염산욕의 수평형 도금조내 가용성 아연전극을 이용하여 이중도금을 실시할 경우 연속사용이 가능하도록 제작된 가용성 아연전 극에 관한 것이고, 보다 상세하게는 가용성 아연전극의 제작시 양극 내부에 스틸을 삽입하고 지지대는 내산재료가 코팅된 스틸로 제작하여 염산욕내 수평형 도금조에서 연속작업이 가능하도록 제작되어진 가용성 아연전극에 관한 것이다.

일반적으로, 수평형 도금조에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 가용성 아연전극(1)이 구조물에 걸쳐져서 도금용액(7)에 잠겨진다. 가용성 아연전극(1)은 양극으로 대전되고, 도금용액(7)을 통과하는 강판은 음극으로 대전되어 있기 때문에 이들 사이에서는 전기화학반응이 일어나게 된다.

따라서, 강판에서는 하기 [식 1]과 같이 환원반응, 즉 금속이온의 석출반응이 일어나고 아연전극에서는 하기 [식 2]와 같이 산화반응, 즉 아연의 용해반응이 일어나게 된다.

Zn²⁺+ 2e^-→Zn .......... (1)

Zn →Zn²⁺+ 2e^-.......... (2)

아연전극(1)의 용해량은 통전되는 전기량에 의해 결정되며, 이 전기량은 전류량과 시간의 함수로써 결정된다. 따라서, 도금부착량이 많다든가 통전시간이 길면 그 용해량도 많아지게 되기 때문에 강판의 진행속도와 도금부착량이 일정할 경우에는 도금하는 시간이 길면 길수록 아연전극은 용해량이 많아지게 된다.

도금시간이 지날수록 도금용액 내에 잠겨진 가용성 아연전극의 용해량이 많아지고 또한 통전되면서 저항에 의해 발열이 되기 때문에 이 양극은 자체 하중을 견디지 못하고 휘어짐이 발생하거나, 지지대(2)가 용해되어 지속적으로 작업을 할 수 없게 된다.

순수 아연은 철과 유사한 7.4g/cm²의 밀도를 가지고 있으나, 강도나 경도(Hk 40)는 대단히 낮기 때문에 외부응력에 의한 취성은 양호하나 연한 성질을 가지고 있어 외부의 하중에 의해 쉽게 휘어지는 특성이 있다.

한편, 황산욕의 수평형 도금조에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 티타늄 판에 산화이리듐이 코팅된 고가의 불용성양극(Ti/IrO₂양극 등)을 사용하기 때문에 가용성 양극을 사용함으로써 발생하는 상기과 같은 문제점은 없다.

그러나, 염산욕의 수평형 도금조에서 상기와 같은 불용성 양극을 사용하게 되면, 상기 불용성양극이 Cl이온에 의해 쉽게 침식당하고 또한 양극에서 유독한 염소가스가 발생하기 때문에 심각한 문제가 제기될 수 있다.

본 고안은 상기된 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 염산욕의 수평형 도금조에서 도금시 휘어짐 없이 연속적으로 장시간 작업할 수 있도록 스틸이 내장되어 있는 아연전극을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 가용성 아연전극이 장착된 염산욕의 수평형 도금조를 도시한 도면.

도 2는 본 고안에 따라서 스틸이 삽입된 아연전극이 철제 지지대에 의해 지지된 상태를 도시한 도면.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

3 : 그리드

11 : 가용성 아연전극

12 : 철제 지지대

14 : 삽입용 스틸

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따르면, 아연도금작업을 수행할 수 있도록 지지대에 의해 지지된 상태로 염산욕의 수평형 전기도금조에 침지되는 아연 전극에는 스틸이 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 고안에 따르면, 염산욕의 수평형 전기도금조에서 연속도금 작업이 가능하도록 스틸(14)이 삽입된 가용성 아연전극(11)을 사용한다. 이때, 스틸(14)은 0.05 ppm 이상의 탄소를 함유하고 있는 철을 주성분으로 한다.

즉, 가용성 아연전극을 사용하는 도금조에서는 시간이 경과함에 따라 양극이 용해되기 때문에 일정한 극간거리를 유지하여야 한다. 그러나, 기존 가용성 양극의 경우는 순수 아연으로 구성되어 있기 때문에 통전에 의한 양극의 저항발열이나 자체하중을 견디지 못하고 하부 두께에 관계없이 작업중 휘어짐이나 지지대의 용해로 인하여 작업이 불가능 하다.

따라서, 가용성 아연전극(11)에 스틸(14)을 삽입하면 양극의 강도가 보강되기 때문에 전해에 의해 용해가 되거나 열이 발생하더라도 휘어짐을 방지할 수 있다.

또한, 지속적인 도금작업을 수행하기 위하여, 아연전극(11)에 스틸(14)을 삽입할 때, 스틸(14)의 삽입위치와 두께가 중요다. 즉, 가용성 아연전극이 용해되면서 두께가 지속적으로 얇아지기 때문에 내부 삽입시 중량 지지를 위하여 본 고안에서 제시한 대로 상부에서 10㎜ 이상의 간격으로 삽입하고, 폭은 1,500㎜ 이상, 두께는 5㎜ 이상을 확보해야만, 아연전극은 도금작업중 연속적으로 사용가능하게 지지될 수 있다.

이하, 본 고안에 따른 아연전극의 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다.

[실시예]

현장적용을 통한 본 고안의 효과를 알아보기 위하여 가용성 아연전극을 자체 제작하여 수평형 전기도금조에서 이중도금을 실시하였으며, 하기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 작업 가능 여부 및 결과를 확인하였다. 한편, 도금작업시 용액 및 도금조건은 다음과 같다.

Zn²⁺농도 : 82 g/l,

Cl^-농도 : 223 g/l,

용액온도 : 60^oC,

용액 pH : 5.5,

전류밀도 : 40 A/dm²,

도금부착량 : 3 g/m²,

강판 진행속도 : 120 m/분.

[표 1]

구 분	아연전극 구조	작업결과	도금량	연속작업시간
종래예	- 가용성 아연전극두께 : 70mm,길이 : 1600mm- 지지대 재질 : 아연	- 염산욕중 작업시 Zn 용해에 의한 휘어짐 발생 및 탈락으로 작업불가	3 g/㎡	5 hr 이내(200톤 작업불가)
고안예	- 가용성 아연전극두께 : 70mm- 지지대 재질: 내산 코팅된 스틸- 스틸삽입위치상부에서 10mm 이상폭 : 1500mm 이상두께 : 5mm 이상	- 염산욕중 작업시 스틸에 의한 지지가능으로 연속도금작업 가능	3 g/㎡	100 hr 이상(3,500톤 이상 연속작업가능)

상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 종래예의 경우는 아연전극의 용해로 인하여 연속도금작업이 불가하였으나 본 고안에서 제시한 바와 같이 내산 코팅된 지지대(12)와 스틸(14)이 삽입된 가용성 아연전극(11)을 사용하였을 경우에는 100시간 이상을 작업하여도 휘어짐이나 아연전극의 탈락없이 연속도금작업이 가능하였다.

따라서, 본 고안에 의하면, 염산욕의 가용성 아연전극을 사용하는 수평형 전기도금조에서 연속도금시 아연전극의 휘어짐을 방지하도록 스틸이 삽입된 가용성 아연전극을 제공함으로써 장시간 도금작업이 가능하였다.

이상, 상기 내용은 본 고안의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 고안이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 고안에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

Claims (3)

1. 아연도금작업을 수행할 수 있도록 지지대에 의해 지지된 상태로 염산욕의 수평형 전기도금조에 침지되는 아연전극에 있어서,

   상기 아연전극에는 스틸이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 아연전극.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지지대에는 스틸이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 아연전극.
3. 제1항에 있어서,

   상기 스틸은 0.05ppm 이상의 탄소를 함유하고 있는 철을 주성분으로 하고 있는 것을 특징으로 하는 아연전극.