KR20110072628A

KR20110072628A - 혼산농도 자동측정장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20110072628A
Application number: KR1020090129638A
Authority: KR
Inventors: 손붕호; 박형국
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2011-06-29
Also published as: KR101641736B1

Abstract

본 발명은 산세 공정에서 사용되는 혼산 용액의 개별 성분 농도를 정해진 조업신호를 기준으로 설정된 측정주기마다 온라인 상에서 자동으로 측정할 수 있도록 하여, 강종 특성의 변화에 따른 혼산 용액의 개별 농도를 신속하고 정확하게 변경하여 산세공정의 작업효율을 높이기 위한 것이다.

산세, 스테인리스강, 혼산용액, 근적외선, 스펙트럼, 검량선

Description

혼산농도 자동측정장치 및 그 방법{AUTOMATIC MEASURING APPARATUS AND METHOD OF CONCENTRATION MIXED ACID}

본 발명은 혼산농도 자동측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 스테인리스강은 열연 소둔 및 냉연 소둔 과정에서 일반강에 비해 치밀한 스케일층을 형성하는데, 스테인리스강의 고유특성인 미려한 표면품질과 높은 내식성을 확보하기 위해서는 이러한 스케일층은 반드시 제거되어야 한다.

열연 산세의 경우 산세 전에 기계적 전처리를 실시하여 스케일의 일부를 제거하거나 스케일층에 균열을 발생시켜 산이 모재내로 보다 용이하게 침투할 수 있도록 한 다음, 황산 산세-혼산 산세 등의 연속공정을 통해 스케일을 완전히 제거하는 것이 일반적이다.

이와 달리 최종 제품에 해당하는 냉연산세시에는 미려한 표면을 얻기 위하여 기계적 전처리 대신에 용융염 처리나 중성염 전해 등과 같은 화학적 방법의 전처리를 실시한 다음 화학적 또는 전기화학적 방법에 의해 질산(또는 황산)이나 혼산용액으로 마무리한다. 이처럼 열연과 냉연 어느 경우에나 최종 산세공정에는 대부분 혼산을 사용하고 있다.

한편, 오스테나이트를 기본 조직으로 하는 300계와 페라이트나 마르텐사이트를 기본 조직으로 하는 400계로 대별되는 스테인리스강은 강종 특성에 따라 형성되는 스케일층의 두께와 성질이 상이하여 동일한 산세설비에서 강종이 바뀔 때마다 그에 맞는 적절한 산세조건으로 탱크내의 산농도를 변경하는 작업이 빈번하게 반복된다.

따라서, 작업스케줄에 관계없이 우수한 표면품질을 확보하기 위해서는 산세과정이 원활하게 진행되기 위한 적절한 범위로 성분별 농도값을 관리할 수 있어야 하는바, 이러한 관점에서 보면 혼산을 구성하는 질산, 불산, 철분의 농도값을 신속하고 정확하게 측정하는 것은 매우 중요하다.

종래 혼산농도 측정방법으로는, 중화적정을 이용하는 방법이나 이온 전극을 이용하는 방법이 대표적이나, 이 두 방식 모두 혼산 용액을 일정량 채취하여 적절한 배율로 희석시켜 농도를 측정해야 하므로 자동으로 농도를 측정하여 사용자에게 알려주는 온라인 장치로 구성하는데 어려움이 있다.

또한, 중화적정 방법은 혼산 용액의 희석과정에서 오차가 발생할 소지가 있고 이온전극을 이용한 방법은 이온수지의 오염에 따른 잦은 교체작업을 해야하는 번거로움이 있다.

뿐만 아니라 철분 농도는 분광방식 등을 이용하는 별도의 장치가 있어야 하므로 실조업에서 하나의 시스템으로 혼산 농도를 관리하기 어려운 단점이 있다.

이와 같이 종래의 혼산농도 측정방법은 혼산 용액의 농도를 측정하는데 많은 시간과 과정이 소요되어 산세공정의 작업효율을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 산세 공정에서 사용되는 혼산 용액의 개별 성분 농도를 정해진 조업신호를 기준으로 설정된 측정주기마다 온라인 상에서 자동으로 측정할 수 있도록 하여, 강종 특성의 변화에 따른 혼산 용액의 개별 농도를 신속하고 정확하게 변경하여 산세공정의 작업효율을 높이는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,

서로 다른 성분들이 혼합되어 있는 혼산용액을 공급하는 공급탱크; 강판에 상기 혼산용액을 제공하여 산세작업을 진행하는 라인탱크; 상기 공급탱크와 상기 라인탱크를 서로 연통하는 순환유로와, 상기 혼산용액이 라인탱크로 공급되지 않도록 우회시키는 바이패스유로를 갖는 순환배관부; 상기 순환배관부와 제1관을 통해 연결되어 내부에 상기 혼산용액이 저장되도록 하는 저장용기; 상기 저장용기와 제2관을 통해 연결되어 저장된 상기 혼산용액을 공급받으며, 공급받은 혼산용액이 일정온도를 유지하도록 열보존유체가 채워진 온도유지수단; 상기 온도유지수단과 제3관을 통해 연결되어 일정량의 혼산용액이 공급되도록 하는 용액정량공급장치; 상기 용액정량공급장치의 출구와 드레인용기를 연결하는 제4관상에 마련되어 상기 제4관 속을 흐르는 혼산용액에 근적외선을 투과하는 측정셀; 상기 측정셀과 전기적으로 연결되어 근적외선에 의해 생성되는 스펙트럼을 분석하여 내부에 저장된 검량선과 비교하고 농도를 알아내는 농도분석유닛; 상기 농도분석유닛과 전기적으로 연결되어 상기 혼산용액의 농도값을 제공받고, 설정된 프로그램에 의해 상기 공급탱크로 들어가는 혼산용액의 각 성분별 농도를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 혼산농도 자동측정장치를 제공한다.

여기서 상기 제1관과 상기 제2관 사이에는 배관 내부를 세척하기 위한 물공급유닛이 마련되고, 상기 물공급유닛의 배출통로 상에는 상기 컨트롤러에 의하여 제어되는 물개폐밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 저장용기에는 혼산용액 내에 포함된 이물질을 걸러서 상기 제2관으로 보내기 위한 필터부가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 저장용기에는 상기 필터부를 통과하지 않는 혼산용액을 상기 드레인용기로 배출하기 위한 드레인배관이 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 저장용기의 상부와 하부에는 혼산용액의 최고점과 최저점을 감지하기 위한 상부리미트스위치와 하부리미트스위치가 각각 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 저장용기 일측에는 그 저장용기 내에 압축공기를 공급하기 위한 에어공급유닛이 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 온도유지수단은, 일정한 온도로 유지되는 유체가 내부에 충진된 유체저장실과; 상기 제2관 및 제3관 사이에 연통되어 내부에 혼산용액이 흐르면서 상기 유체저장실과 열교환을 하는 배관코일;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 측정셀은 상기 온도유지수단과 동일한 온도로 유지되는 보온용기 내부 에 수용된 것을 특징으로 한다.

상기 농도분석유닛에는 혼산용액의 농도값을 사용자가 알 수 있도록 디스플레이부가 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 공급탱크에서 라인탱크로 혼산용액이 공급되는지 판단하는 공정; 라인탱크로 혼산용액이 공급되면 물공급유닛을 작동시켜 배관을 세척하는 공정; 에어공급유닛을 작동시켜 배관 내부를 건조하는 공정; 상기 공급탱크에서 라인탱크로 공급되는 혼산용액을 일정량으로 추출하는 공정; 일정량 추출된 혼산용액에 근적외선을 투과하여 얻은 스펙트럼을 검량선과 비교하여 농도를 알아내는 공정;을 포함하는 혼산농도 자동측정방법을 함께 제공한다.

여기서 상기 검량선은 혼산용액의 각 성분별 농도에 따른 스펙트럼을 데이터화하여 컨트롤러에 저장한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 산세공정이 진행되는 중에 혼산용액의 각 성분별 농도를 정확하고 신속하게 측정하여 강종의 특성 변화나 조업조건의 변화에 실시간으로 대응하여 농도관리를 할 수 있는 바, 이에 따라 미산세나 과산세로 인한 불량발생을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 종래와 같은 산용액 샘플채위 작업을 하지 않아도 되기 때문에 작업자의 산용액에 대한 위험노출을 제거할 수 있고 인력과 시간 및 비용 절감을 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 혼산농도 자동측정장치의 전체적인 구성을 개략적으로 보인 설명도이고, 도2는 본 발명에 따른 저장용기를 나타낸 참고도이며, 도3은 본 발명에 따른 혼산농도 자동측정방법을 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도4는 종래 화학분석에 의한 측정값과 본 발명에 의한 측정값을 비교한 도표이다.

먼저 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 혼산농도 자동측정장치는 크게 공급탱크(110)와 라인탱크(120)와 순환배관부(130)와 저장용기(140)와 온도유지수단(150)과 용액정량공급장치(160)와 측정셀(170)과 농도분석유닛(180)과 컨트롤러(190)를 포함하여 이루어진다.

상기 공급탱크(110)는 혼산용액을 저장하고 그 혼산용액을 공급하기 위한 구성으로, 상기 공급탱크(110)에는 배경기술에서 설명한 바와 같이 강종의 특성이나 조업조건에 대응하는 농도를 가진 혼산용액, 예컨대 불산, 질산, 철분이온 등이 저장되고, 이 혼산용액의 농도는 필요에 따라 조정가능하게 되어 있다.

상기 라인탱크(120)는 그 내부로 연속적으로 지나가는 강판(121)에 상기 혼산용액을 제공하여 산세작업을 진행하기 위한 구성으로, 상기 공급탱크(110)의 혼 산용액이 상기 라인탱크(120)로 공급될 수 있도록 상기 공급탱크(110)와 상기 라인탱크(120)는 순환배관부(130)에 의하여 연결된다.

상기 순환배관부(130)에는 순환유로(131)와 바이패스유로(132)가 각각 형성되어 있는데, 상기 순환유로(131)는 상기 공급탱크(110)와 상기 라인탱크(120)를 서로 연통하여 공급탱크(110)의 혼산용액이 상기 라인탱크(120)에 공급되어 강판(121)에 제공됨으로써 정상적인 산세작업이 이루어질 때의 유로이다.

상기 순환유로(131)의 일측에는 혼산용액이 순환유로(131)를 따라 흐르도록 공급모터(131a)가 구비되는바, 상기 공급모터(131a)가 작동중이면 혼산용액이 순환유로(131)를 따라 흐르는 것으로 보아도 무방하므로 상기 공급모터(131a)의 작동신호는 본 발명이 동작되기 위한 기준신호가 될 수 있다.

반면, 상기 바이패스유로(132)는 상기 혼산용액이 라인탱크(120)로 공급되지 않도록 우회시키는 유로로써, 상기 바이패스유로(132)는 강종의 특성이 바뀌거나 조업조건이 변경되어 혼산용액의 농도를 다시 조정할 때 혼산용액이 흐르는 통로가 된다.

또한, 상기 저장용기(140)는 상기 순환배관부(130)와 제1관(10)을 통해 연결되어 내부에 상기 혼산용액이 저장되도록 하는 구성으로, 상기 제1관(10)에는 상기 컨트롤러(190)에 의해 제어되는 제1개폐밸브(11)가 마련된다. 따라서 상기 혼산용액이 순환유로(131)를 통해 상기 라인탱크(120)로 공급되어 정상적인 산세작업을 진행 중일 때 상기 제1개폐밸브(11)가 개방되어 혼산용액이 상기 저장용기(140)에 일정량만큼 저장된다.

상기 저장용기(140)에 혼산용액이 가득 채워지면 상기 제1개폐밸브(11)는 다시 닫혀 상기 저장용기(140)로 혼산용액의 추가적인 유입이 방지된다.

또한, 상기 온도유지수단(150)은 상기 저장용기(140)와 제2관(20)을 통해 연결되어 상기 저장용기(140)에 저장된 상기 혼산용액을 공급받으며, 공급받은 혼산용액이 일정온도를 유지하도록 열보존유체가 상기 온도유지수단(150)에 채워져 있다.

여기서 상기 온도유지수단(150)이 혼산용액의 온도를 일정온도로 유지하는 것은 후술할 농도분석유닛(180)에 저장될 검량선을 만들 때 비교기준이 되는 샘플용액의 농도 측정시의 온도와 동일한 온도로 맞추어 혼산용액의 각 성분별 농도측정의 오차를 줄이기 위해서이다.

이때, 상기 온도유지수단(150)은 다시 유체저장실(151)과 배관코일(152)로 이루어지는데, 상기 유체저장실(151)은 도시되지 않은 공지의 히팅수단에 의해 제어되어 일정한 온도로 유지되는 열보존유체가 내부에 충진되는 공간인데, 본 발명에서는 상기 열보존유체가 물로 사용되었지만 반드시 여기에 국한될 필요없이 다른 유체의 사용도 가능하다.

상기 배관코일(152)은 상기 제2관(20) 및 제3관(30) 사이에 연통되어 내부에 혼산용액이 흐르면서 상기 유체저장실(151)과 열교환을 하여 내부에 흐르는 혼산용액이 상기 열보존유체의 온도와 동일한 온도로 유지되도록 하는 구성이다.

상기 배관코일(152)은 상기 유체저장실(151) 내부에 배치되어 상기 열보존유체와의 열교환이 용이하게 일어나도록 하며, 상기 유체저장실(151) 내부에 머무는 시간을 증가시켜 충분한 열교환이 일어나도록 하기 위해 코일형태로 감겨져 있다.

또한, 상기 용액정량공급장치(160)는 상기 온도유지수단(150)과 제3관(30)을 통해 연결되어 일정량의 혼산용액이 공급되도록 하는 구성으로, 혼산용액에 함유되어 있는 각 성분별 농도를 정확하게 측정하기 위해서는 혼산용액을 일정하게 공급해야할 필요가 있다.

따라서, 상기 온도유지수단(150)에 의하여 일정한 온도가 된 혼산용액은 제3관(30)을 통해 용액정량공급장치(160)로 유입되며, 상기 용액정량공급장치(160)에서 항상 일정한 유량값으로 배출된다. 여기서, 상기 용액정량공급장치(160)의 구성 및 구조는 통상적으로 널리 알려져 있는 정유량밸브와 동일하기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 측정셀(170)은 상기 용액정량공급장치(160)의 출구와 드레인용기(175)를 연결하는 제4관(40) 상에 마련되어 상기 제4관(40) 속을 흐르는 혼산용액에 근적외선을 투과하여 농도를 측정하는 구성이다.

상기 측정셀(170)의 일측에서는 근적외선을 투과하고 타측에서는 그 근적외선을 받는데, 상기 혼산용액의 성분별 농도에 따라 발생하는 스펙트럼이 달라지게 되는바, 측정된 스펙트럼을 분석하여 혼산용액의 성분별 농도를 판별하게 된다.

여기서, 상기 측정셀(170)은 보온용기(171) 내부에 수용되어 상기 온도유지수단(150)과 동일한 온도로 유지되도록 하는 것이 농도의 측정 오차를 줄일 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 농도분석유닛(180)은 상기 측정셀(170)과 전기적으로 연결되어 상기 측정셀(170)의 근적외선에 의해 생성되는 스펙트럼을 분석하여 혼산용액의 각 성분별 농도를 알아내는 장치로, 상기 농도분석유닛(180)은 내부에 저장된 검량선과 측정된 스펙트럼을 비교하여 성분별 농도를 판별하게 된다.

참고로, 상기 농도분석유닛(180)에는 각 성분별 농도에 따른 스펙트럼이 테이블화되어 저장된 검량선이 있기 때문에 상기 측정셀(170)에서 측정된 스펙트럼을 그 검량선의 샘플과 비교하여 동일한 샘플스펙트럼을 찾아내고, 그 샘플스펙트럼의 농도를 측정된 성분의 농도로 추정하는 로직으로 되어 있다.

또한, 상기 컨트롤러(190)는 상기 농도분석유닛(180)과 전기적으로 연결되어 상기 혼산용액의 농도값을 제공받고, 설정된 프로그램에 의해 상기 공급탱크(110)로 들어가는 혼산용액의 각 성분별 농도를 제어하게 된다.

상기 컨트롤러(190)가 상기 공급탱크(110)로 들어가는 혼산용액의 각 성분별 농도를 제어하는 구성은 일반적으로 알려져 있는 기술이기 때문에 여기서 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 농도분석유닛(180)에 의해 분석된 혼산용액의 각 성분별 농도값을 사용자가 알 수 있도록 상기 농도분석유닛(180)에는 디스플레이부(200)가 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.

이와 같이 혼산용액의 각 성분별 농도를 산세작업이 진행되는 중에 일정한 주기로 실시간 측정하기 위해서는 앞 단계 측정시 배관속에 남아 있는 용액을 깨끗하게 제거할 필요가 있다.

따라서, 상기 제1관(10)과 제2관(20) 사이에는 배관 내부를 세척하기 위한 물공급유닛(210)이 마련되고, 상기 물공급유닛(210)의 배출통로 상에는 상기 컨트롤러(190)에 의하여 제어되는 물개폐밸브(211)가 설치된다.

상기 컨트롤러(190)가 상기 물개폐밸브(211)를 개방하면 고압의 물은 제1관(10) 및 제2관(20)을 통하여 관 내부를 세척하게 되고, 특히 제2관(20)과 연결된 제3관(30) 및 제4관(40)을 따라 흐르면서 관 내부에 붙어있는 잔류 용액을 깨끗하게 세척하게 된다.

한편, 상기 저장용기(140)에는 혼산용액 내에 포함된 이물질을 걸러서 상기 제2관(20)으로 보내기 위한 필터부(141)가 구비되는데, 상기 저장용기(140)의 구성은 도2에 보다 자세하게 나타나 있다.

도2에서 보면, 상기 저장용기(140) 내부에는 상기 제2관(20)으로 유입되는 혼산용액에 함유된 이물질을 거르기 위한 필터부(141)가 상기 제2관(20)을 막는 구조로 설치된다.

따라서, 상기 제2관(20)으로 유입될 혼산용액은 반드시 상기 필터부(141)를 거치도록 되어 있다.

또한, 상기 저장용기(140)에는 상기 필터부(141)를 통과하지 않는 혼산용액을 상기 드레인용기(175)로 배출하기 위한 드레인배관(50)이 마련되는데, 상기 드레인배관(50) 상에는 상기 컨트롤러(190)에 의해 제어되는 드레인밸브(51)가 설치된다.

상기 드레인배관(50)이 필요한 이유는 다음과 같다.

농도측정을 시작하기 전의 혼산용액은 상기 제1개폐밸브(11)와 순환배관부(130)의 순환유로(131) 사이에서 대기하게 되는데, 이때 대기시간 동안 공냉상태에 있기 때문에 용액의 온도가 매우 낮아 농도를 정확하게 측정할 수 없게 된다.

따라서, 대기시간 동안 공냉상태에 있던 혼산용액은 측정이 시작되면 상기 제1개폐밸브(11)를 통과하여 제2관(20)으로 유입되지 않고 상기 드레인밸브(51)를 개방하여 드레인배관(50)을 통해 드레인용기(175)로 배출된다.

그 후, 상기 드레인밸브(51)를 막고 혼산용액이 상기 필터부(141)를 거쳐 상기 제2관(20)으로 유입되도록 하여 농도 측정이 이루어지도록 한다.

이렇게 상기 저장용기(140)로 유입되는 혼산용액은 일정량만큼 저장용기(140)에 채워져야 상기 제1개폐밸브(11)를 폐쇄하여 저장용기(140)로의 혼산용액의 유입을 막는데, 이를 위해 상기 저장용기(140)의 상부와 하부에는 혼산용액의 최고점과 최저점을 감지하기 위한 상부리미트스위치(142)와 하부리미트스위치(143)가 각각 구비된다.

상기 컨트롤러(190)는 상기 상부리미트스위치(142)를 통해 혼산용액이 상기 저장용기(140)에 가득 채워진 것을 감지하며, 상기 상부리미트스위치(142) 신호가 입력되면 상기 제1개폐밸브(11)를 폐쇄하여 더 이상 혼산용액이 저장용기(140)로 유입되지 않도록 한다.

또한, 상기 하부리미트스위치(143) 신호가 상기 컨트롤러(190)에 입력되면 1 사이클의 농도 측정이 완료된 것을 의미하므로, 상기 하부리미트스위치(143) 레벨 까지 남은 용액은 상기 드레인밸브(51)를 다시 개방하여 드레인배관(50)을 통해 배출된다.

이때, 저장용기(140) 일측에는 저장용기(140) 내부로 압축공기를 공급하기 위한 에어공급유닛(220)이 구비된다.

상기 에어공급유닛(220)의 역할은 크게 세가지인데, 첫째는 용액의 농도 측정이 끝나고 하부리미트스위치(143) 레벨까지 남은 잔여 용액을 배출할 때 상기 에어공급유닛(220)에서 분사된 고압공기를 사용하여 잔여용액을 상기 드레인배관(50)을 통해 신속하게 배출시킨다.

그리고 둘째는 상기 물공급유닛(210)을 통해 배관 내부를 세척할 때 배관 내부에 남아있는 잔여수를 상기 에어공급유닛(220)의 고압공기를 사용하여 깨끗하게 제거하여 배관 내부를 건조시킨다.

마지막 세 번째는 상기 저장용기(140)에 저장된 혼산용액이 농도측정을 위해 상기 측정셀(170) 쪽으로 이동할 때 상기 에어공급유닛(220)의 고압공기를 사용하여 이동이 보다 용이하도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 장치는 도3에 나타낸 바와 같은 측정방법에 의하여 동작된다.

먼저, 컨트롤러(190)는 상기 공급탱크(110)에서 라인탱크(120)로 혼산용액이 공급되는지 판단하는데, 그 판단 근거는 상기 순환유로(131) 상에 설치되어 있는 공급모터(131a)의 동작신호이다.

상기 공급모터(131a)의 동작신호가 입력되면 상기 컨트롤러(190)는 산세작업이 진행 중인 것으로 판단하고 그 동작신호를 시점으로 물공급유닛(210)을 작동시켜 앞 단계 측정에서 배관 내에 남아 있는 잔여용액을 세척하게 된다.

또한, 상기 제1개폐밸브(11)와 드레인밸브(51)를 폐쇄한 상태에서 상기 에어공급유닛(220)을 작동시켜 배관 내부의 잔류수를 건조하여 배관 내부에 수분을 완전하게 제거한다.

수분제거가 완료되면 상기 에어공급유닛(220)의 동작을 일시적으로 정지시키고 상기 제1개폐밸브(11)를 열어 상기 상부리미트스위치(142) 신호가 입력될 때까지 혼산용액을 상기 저장용기(140)에 채우는 혼산용액 추출공정을 실시한다.

상기 저장용기(140)에 혼산용액이 가득 채워지면 상기 제1개폐밸브(11)를 닫고 상기 에어공급유닛(220)을 다시 작동시켜 저장용기(140)에 일정량 추출된 혼산용액이 상기 용액정량공급장치(160)를 지나 상기 측정셀(170)로 일정량으로 공급되도록 한다.

상기 측정셀(170)에서는 근적외선을 투과하여 얻은 스펙트럼을 검량선과 비교하여 혼산용액의 각 성분별 농도를 알아내게 된다.

이때, 상기 검량선은 앞에서 설명한 바와 같이 혼산용액의 각 성분별 농도에 따른 스펙트럼을 데이터화하여 컨트롤러(190)에 저장된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 장치 및 방법에 의하여 혼산용액의 각 성분별 농도를 측정한 결과를 종래에 행하던 샘플채취식 화학분석과 측정값과 비교해 보 니, 도4에 나타낸 바와 같이 불산, 질산, 철분 농도값 무도 측정회수를 의미하는 샘플시액 번호에 상관없이 기존 방식인 화학분석과 측정결과와 비교적 일치하고 있는바, 온라인에 의한 자동농도측정을 적용함에 전혀 문제가 없는 것으로 판단된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

도1은 본 발명에 따른 혼산농도 자동측정장치의 전체적인 구성을 개략적으로 보인 설명도,

도2는 본 발명에 따른 저장용기를 나타낸 참고도,

도3은 본 발명에 따른 혼산농도 자동측정방법을 개략적으로 나타낸 순서도,

도4는 종래 화학분석에 의한 측정값과 본 발명에 의한 측정값을 비교한 도표.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 공급탱크 120 : 라인탱크

130 : 순환배관부 140 : 저장용기

150 : 온도유지수단 160 : 용액정량공급장치

170 : 측정셀 180 : 농도분석유닛

190 : 컨트롤러 200 : 디스플레이부

210 : 물공급유닛 220 : 에어공급유닛

10 : 제1관 20 : 제2관

30 : 제3관 40 : 제4관

Claims

서로 다른 성분들이 혼합되어 있는 혼산용액을 공급하는 공급탱크(110);

강판(121)에 상기 혼산용액을 제공하여 산세작업을 진행하는 라인탱크(120);

상기 공급탱크(110)와 상기 라인탱크(120)를 서로 연통하는 순환유로(131)와, 상기 혼산용액이 라인탱크(120)로 공급되지 않도록 우회시키는 바이패스유로(132)를 갖는 순환배관부(130);

상기 순환배관부(130)와 제1관(10)을 통해 연결되어 내부에 상기 혼산용액이 저장되도록 하는 저장용기(140);

상기 저장용기(140)와 제2관(20)을 통해 연결되어 저장된 상기 혼산용액을 공급받으며, 공급받은 혼산용액이 일정온도를 유지하도록 열보존유체가 채워진 온도유지수단(150);

상기 온도유지수단(150)과 제3관(30)을 통해 연결되어 일정량의 혼산용액이 공급되도록 하는 용액정량공급장치(160);

상기 용액정량공급장치(160)의 출구와 드레인용기(175)를 연결하는 제4관(40)상에 마련되어 상기 제4관(40) 속을 흐르는 혼산용액에 근적외선을 투과하는 측정셀(170);

상기 측정셀(170)과 전기적으로 연결되어 근적외선에 의해 생성되는 스펙트럼을 분석하여 내부에 저장된 검량선과 비교하고 농도를 알아내는 농도분석유닛(180);

상기 농도분석유닛(180)과 전기적으로 연결되어 상기 혼산용액의 농도값을 제공받고, 설정된 프로그램에 의해 상기 공급탱크(110)로 들어가는 혼산용액의 각 성분별 농도를 제어하는 컨트롤러(190);를 포함하는 혼산농도 자동측정장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1관(10)과 상기 제2관(20) 사이에는 배관 내부를 세척하기 위한 물공급유닛(210)이 마련되고, 상기 물공급유닛(210)의 배출통로 상에는 상기 컨트롤러(190)에 의하여 제어되는 물개폐밸브(211)가 설치된 것을 특징으로 하는 혼산농도 자동측정장치.
청구항 1에 있어서, 상기 저장용기(140)에는 혼산용액 내에 포함된 이물질을 걸러서 상기 제2관(20)으로 보내기 위한 필터부(141)가 구비된 것을 특징으로 하는 혼산농도 자동측정장치.
청구항 3에 있어서, 상기 저장용기(140)에는 상기 필터부(141)를 통과하지 않는 혼산용액을 상기 드레인용기(175)로 배출하기 위한 드레인배관(50)이 마련된 것을 특징으로 하는 혼산농도 자동측정장치.
청구항 4에 있어서, 상기 저장용기(140)의 상부와 하부에는 혼산용액의 최고점과 최저점을 감지하기 위한 상부리미트스위치(142)와 하부리미트스위치(143)가 각각 구비된 것을 특징으로 하는 혼산농도 자동측정장치.
청구항 1에 있어서, 상기 저장용기(140) 일측에는 그 저장용기(140) 내에 압축공기를 공급하기 위한 에어공급유닛(220)이 구비된 것을 특징으로 하는 혼산농도 자동측정장치.
청구항 1에 있어서, 상기 온도유지수단(150)은,

일정한 온도로 유지되는 유체가 내부에 충진된 유체저장실(151)과; 상기 제2관(20) 및 제3관(30) 사이에 연통되어 내부에 혼산용액이 흐르면서 상기 유체저장실(151)과 열교환을 하는 배관코일(152);로 이루어진 것을 특징으로 하는 혼산농도 자동측정장치.
청구항 1에 있어서, 상기 측정셀(170)은 상기 온도유지수단(150)과 동일한 온도로 유지되는 보온용기(171) 내부에 수용된 것을 특징으로 하는 혼산농도 자동측정장치.
청구항 1에 있어서, 상기 농도분석유닛(180)에는 혼산용액의 농도값을 사용자가 알 수 있도록 디스플레이부(200)가 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 혼산농도 자동측정장치.
공급탱크(110)에서 라인탱크(120)로 혼산용액이 공급되는지 판단하는 공정;

라인탱크(120)로 혼산용액이 공급되면 물공급유닛(210)을 작동시켜 배관을 세척하는 공정;

에어공급유닛(220)을 작동시켜 배관 내부를 건조하는 공정;

상기 공급탱크(110)에서 라인탱크(120)로 공급되는 혼산용액을 일정량으로 추출하는 공정;

일정량 추출된 혼산용액에 근적외선을 투과하여 얻은 스펙트럼을 검량선과 비교하여 농도를 알아내는 공정;을 포함하는 혼산농도 자동측정방법.
청구항 10에 있어서, 상기 검량선은 혼산용액의 각 성분별 농도에 따른 스펙트럼을 데이터화하여 컨트롤러(190)에 저장한 것을 특징으로 하는 혼산농도 자동측정방법.