KR20110113964A

KR20110113964A - 고속 전해산세 시뮬레이터

Info

Publication number: KR20110113964A
Application number: KR1020100033334A
Authority: KR
Inventors: 최염호; 탁영준
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2011-10-19
Also published as: KR101258737B1

Abstract

전해산세 시 실제적으로 시험편이 이동하지 않으면서도 전극의 극성을 제어함에 의해 시험편이 이동하는 효과를 내도록 할 수 있는 고속 전해산세 시뮬레이터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고속 전해산세 시뮬레이터는 내부에 산세액이 구비되는 전해산세조; 상기 전해산세조 내의 산세액을 승온시키는 직접가열열선; 상기 전해산세조 내에 시험편을 거치하기 위한 시편거치대; 상기 시편거치대에 거치된 시험편과 접촉하도록 설치되며, 복수개의 전극으로 구성된 적어도 하나의 전극유닛; 및 상기 전극유닛 각각에 양극성과 음극성의 전류를 번갈아가며 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

고속 전해산세 시뮬레이터{High Speed Electro-pickling Simulator}

본 발명은 고속 전해산세 시뮬레이터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 시뮬레이터를 소형화하면서도 시험시간을 단축할 수 있는 고속 전해산세 시뮬레이터에 관한 것이다.

제철공정에서의 고속 전해산세 방법은 외부전원에 의해 전극에서 발생되는 기체를 통해 철판 표면에 형성된 스케일을 단시간 내에 제거하는 것이다.

도 1은 일반적인 고속 전해산세 시뮬레이터를 나타내는 정면도이다.

도 1을 참조하면, 고속 전해산세 시뮬레이터는 전해산세액을 담은 전해산세조(140)를 갖추고, 전해산세조(140) 안에는 복수개의 음극(150a)과 복수개의 양극(150b)이 순차적으로 고정배열되어 있다.

이에 의해 철판이 구동롤에 의해 연속적으로 지나갈 때 외부전원으로부터 직류를 통해주면 물의 분해가 일어나 음극에서는 수소가, 양극에서는 산소가 발생한다. 그 발생량은 통과한 전류량에 비례하며, 큰 전류를 통과시켜주면 다량의 기체를 발생시킬 수 있다. 이 발생가스를 이용하여 철판 표면에 생성된 스케일을 단시간 내에 제거하는 방법이 고속전해 산세방법이다.

일반적인 고속 전해산세 시뮬레이터는 현장의 조건을 충실하게 하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 대형으로 된 전해산세조(140)를 갖추고, 전해산세조(140) 하부에 음극, 양극을 띠는 전극(150a, 150b)을 순차적으로 고정배열시킨다. 여기서, 음극, 양극을 띠는 전극(150a, 150b)에는 전류를 인가해줄 수 있는 전극케이블(160)이 각각 연결되어 있다. 그리고, 전해산세조(140) 하부에는 전해산세조(140)를 가열하는 승온용 가열판(180)이 설치된다. 또한, 전해산세조(140)의 상부에는 현장의 구동롤 효과를 내는 시편이동용 캐리어(100)에 클램프(120)를 이용하여 시험편(130)을 장착하였다. 이후, 현장의 구동롤 라인스피드와 동일하게 셋팅한 후 스타트 버튼을 누르면, 시편이동용 캐리어(100)가 대차 드레그체인(170)에 의해 이동함에 따라 시험편(130)은 음극, 양극을 띠는 전극(150a, 150b)이 순차적으로 고정배열되어 있는 전해산세조(140)를 지나면서 시험편(130)의 전해산세가 이루어지게 된다.

그러나, 전해산세조(140)에서의 염욕량이 많고, 고온에서 용해되며 서서히 온도를 상승하기 때문에 작업자의 대기시간이 길어진다는 문제점이 있다. 또한, 전극의 단면적 및 간격, 폭, 높이가 크기 때문에 시편이 길어지므로, 열처리를 하면 시편이 휘게 된다. 또한, 센세조가 두껍고 간접가열방식이기 때문에 염욕조의 온도상승에 대기시간이 발생하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 전해산세 시 실제적으로 시험편이 이동하지 않으면서도 전극의 극성을 제어함에 의해 시험편이 이동하는 효과를 내도록 할 수 있는 고속 전해산세 시뮬레이터를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 고속 전해산세 시뮬레이터는 내부에 산세액이 구비되는 전해산세조; 상기 전해산세조 내의 산세액을 직접 승온시키도록 일측이 상기 산세액에 침지되는 가열부; 상기 전해산세조 내에 수납되어, 시험편이 거치되는 하부가 상기 산세액에 침지되는 시편거치대; 상기 시편거치대에 거치된 상기 시험편과 접촉하도록 설치되며, 복수개의 전극으로 구성된 적어도 하나의 전극유닛; 및 상기 전극유닛 각각에 양극성과 음극성의 전류를 번갈아가며 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

여기서, 상기 제어부는 인접하는 상기 전극유닛별로 다른 극성의 전류를 번갈아가며 공급하도록 제어할 수 있다.

그리고, 상기 전극유닛의 복수개의 전극은 상기 시편거치대 상부의 전극판에 고정될 수 있다.

또한, 상기 시편거치대 상부에는 상기 전극판이 안착되며, 상기 전극유닛이 상기 전해산세조 내부로 삽입되는 삽입홀이 더 형성될 수 있다.

또한, 상기 가열부의 일측은 열선의 형태를 띨 수 있다.

그리고, 상기 가열부의 타측은 상기 전해산세조 외부에 위치되며, 상기 산세액의 온도를 설정하는 온도제어부가 구비될 수 있다.

게다가, 상기 시편거치대의 양측면에는 상기 시험편이 삽입되는 홀 및 상기 홀의 높이조절이 가능한 시편고정부가 더 형성될 수 있다.

더욱이, 상기 전해산세조 하부에는 상기 산세액을 가열하는 전열판이 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 시편거치대에는 상기 산세액의 온도를 측정하기 위한 측온센서가 더 설치될 수 있다.

그리고, 상기 시편거치대 및 전해산세조는 내산성 재질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 전극유닛 각각의 사이에는 전류간섭 방지판이 더 설치될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 고속 전해산세 시뮬레이터를 소형화할 수 있으며, 산세용액 가열에 소모되는 시간을 대폭적으로 줄여 시험시간을 단축할 수 있다. 또한, 산세용액의 사용량을 줄여 환경개선에 기여할 뿐만 아니라 폐산 처리비용도 줄일 수 있다.

도 1은 일반적인 고속 전해산세 시뮬레이터를 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 고속 전해산세 시뮬레이터를 나타내는 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 시편거치대를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 고속 전해산세 시뮬레이터의 평면도.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 고속 전해산세 시뮬레이터를 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 고속 전해산세 시뮬레이터를 나타내는 정면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 고속 전해산세 시뮬레이터는 전해산세조(240), 가열부(210), 시편거치대(260), 복수개의 전극유닛(244, 245) 및 제어부(290)를 포함한다. 전해산세조(240)는 파이렉스 재질로 이루어져 산에 강한 성질을 띠며, 내부에 산세액(270) 5L 정도를 수용할 수 있는 크기이다. 이러한 전해산세조(240)의 내부에는 시편거치대(260)가 설치되어 시험편(220)이 거치될 수 있으며, 시험편(220)에는 산세액(270)의 온도를 측정하기 위한 측온센서(230)가 더 형성된다. 그리고, 시편거치대(260) 역시 산세액(270)에 담긴 상태로 설치되므로, 내산성 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 시편거치대(260)에 고정된 시험편(220)과 접촉하도록 복수개의 전극유닛(244, 245)이 설치되는데, 하나의 전극유닛(244, 245)은 복수개의 전극으로 구성되며, 전해산세조(240) 내부에 복수개의 전극유닛(244, 245)이 설치될 수 있다. 복수개의 전극유닛(244, 245)이 설치된 경우, 각각의 전극유닛(244, 245)에 시험편(220)이 접촉되도록 위치된다. 복수개의 전극유닛(244, 245)은 전류를 공급해주는 제어부(290)와 연결되어 있으며, 제어부(290)는 전극유닛(244, 245) 각각에 양극성과 음극성의 직류전류를 번갈아가며 공급하도록 제어할 수 있다. 이때, 제어부(290)는 인접하는 전극유닛(244, 245)별로 서로 다른 극성의 전류를 번갈아가며 공급하도록 제어한다. 이와 같은 본 발명의 전해산세 시뮬레이터에 의하면 동시에 복수개의 시험편(2200을 산세시험할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 전해산세조(240) 내부의 산세액(270)에 일측이 침지되도록 가열부(210)가 설치되어 산세액(270)을 직접 승온시킬 수 있다. 이러한 가열부(210)의 일측은 열선의 형태를 띠며, 가열부(210)의 타측은 전해산세조(240) 외부에 위치되며, 산세액(270)의 온도를 설정할 수 있는 온도제어부(211)가 구비된다.

, 전해산세조(240) 하부에는 가열용 전열판(250)이 설치되어 산세액(270) 승온 시 보다 빠르게 온도가 상승할 수 있도록 한다. 이러한 가열용 전열판(250)은 전해산세조(240)의 받침대 역할도 할 수 있다. 그리고, 전극유닛(244, 245) 각각의 사이에는 전류간섭 방지판(280)이 더 설치되어, 서로 다른 극성을 띠는 각각의 전극유닛(244, 245)에 공급되는 전류를 서로 방해하지 않도록 한다.

이와 같이 제작된 고속 전해산세 시뮬레이터는 소형이며, 산세액(270)의 승온시간이 짧고, 인체에 해로운 유해가스 발생이 감소될 뿐만 아니라 폐산을 줄여 환경을 보호하고 폐산처리비용을 줄일 수 있어 경제적인 효과가 있다.

도 3은 본 발명에 따른 시편거치대를 나타내는 사시도이다.

도 3을 참조하면, 시편거치대(260)는 시험편(220)이 거치되는 하부의 양측면에 홀(262)이 형성되고, 홀(262)에 시험편(220)이 삽입된 후, 시험편(220)의 상,하부에 각각 높이 조절이 가능한 시편고정부(263)가 시험편(220)을 고정시킨다. 이때, 시편고정부(263)는 나사 결합에 의해 높이 조절이 가능하며, 이에 의해 시험편(220)의 두께에 상관없이 시험편(220)을 용이하게 고정시킬 수 있다.

또한, 산세액(270)에 침지되지 않은 시편거치대(260)의 상부에는 삽입홀(265)이 형성된다. 전극유닛(244,245)의 복수개의 전극은 시편거치대(260) 상부에 위치된 전극판(244a,245a)에 고정되어 있는데, 삽입홀(265)에 의해 전극판(244a,245a)이 안착되는 동시에, 전극유닛(244,245)이 전해산세조(240) 내부로 삽입될 수 있다. 그리고, 시편거치대(260)의 상부면 양측에는 손잡이(261)가 형성되어, 시편거치대(260)를 전해산세조(240) 내외부로 용이하게 이동시킬 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 고속 전해산세 시뮬레이터의 평면도이다.

도 4를 참조하면, 전극유닛(244,245, 도 2 참조)이 연결된 전극판(244a,245a)은 시편거치대(260) 상부의 삽입홀(265)에 안착된 상태로 고정된다. 이러한 전극판(244a,245a)에 전기적으로 연결된 각각의 전극유닛(244,245)으로 양극성 및 음극성을 컨트롤할 수 있는 제어부(290)에서 전류를 인가하면, 전류인가부(291)를 통하여 각각의 전극유닛(244,245)으로 전류가 공급된다.

이하에서는 본 발명에 따른 고속 전해산세 시뮬레이터의 작용에 대해 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 파이렉스 재질의 전해산세조(240)에 필요한 산세용액(질산,황산의 혼합용액)을 적정비율로 5L 정도 조제하여 넣는다. 이후, 전해산세조(240) 하부에 설치된 가열용 전열판(250)과 전해산세조(240) 내부에 설치된 직접가열부(210)로 전해산세조(240) 내의 산세액(270)을 적정 온도까지 승온시킨다. 이때, 적정 온도까지의 승온은 산세액(270)에 일측이 담궈진 측온센서(230)에 의해 측정되며, 산세액(270)이 적정 온도까지 승온되면 시험편(220)을 전해산세조(240) 내부의 시편거치대(260)에 거치시킨다. 이에 의해 고속 전해산세 시뮬레이션을 시작하기 위한 준비 작업이 완료된다.

전해산세조(240) 내부에는 제1 전극유닛(244)과 제2 전극유닛(245)으로 구성된 2개의 전극유닛이 설치되어 있으며, 각각의 전극유닛(244, 245)에 공급되는 전류의 극성을 제어할 수 있도록 제어부(290)가 전해산세조(240) 외부에 설치된다. 준비 작업 완료 상태에서의 전해산세조(240) 속에 침적된 전극유닛(245)은 전류를 투입하기 전에는 어떤 극성도 띠지 않는 상태이다.

정류기가 장착된 제어부(290)를 온(ON)시키면, 제1 전극유닛(244)과 제2 전극유닛(245)으로 구성된 전극유닛 중, 제1 전극유닛(244)은 양극성을 띠고, 제2 전극유닛(245)은 음극성을 띤다. 여기서, 전극유닛이 2개를 초과한다면, 인접하는 전극유닛별로 다른 극성을 띠게 된다. 이후, 제어부(290)는 실제로 철판을 전해산세하는 현장의 라인스피드에 맞추어 제1 전극유닛(244)은 음극성을 띠도록 하고, 제2 전극유닛(245)은 양극성을 띠도록 극성을 순차적으로 바꾸어준다.

이에 의해 고속 전해산세 시뮬레이션 시 시험편(220)이 이동하지 않으면서도 제어부(290)에 의하여 제1 전극유닛(244)과 제2 전극유닛(245)의 극성을 제어하여 시험편(220)이 이동하는 효과를 낼 수 있다. 즉, 실제로 철판을 전해산세하는 현장에서의 양극성, 음극성, 양극성, 음극성으로 순차적으로 고정배치되어 있는 전극을 지나는 효과를 내며 전해산세를 행할 수 있다.

여기서, 제1 전극유닛(244)과 제2 전극유닛(245) 사이에는 전류간섭방지판(280)이 설치되어 제1 전극유닛(244)과 제2 전극유닛(245)의 서로 다른 극성의 전류가 방해받지 않고 흐를 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 전해산세조(240) 내부에 2개의 전극유닛(244, 245)이 설치된 것을 예시하였지만, 1개의 전극유닛 또는 2개를 초과하는 전극유닛이 설치될 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

210 : 직접가열열선 220 : 시험편
230 : 측온센서 240 : 전해산세조
244 : 제1 전극유닛 245 : 제2 전극유닛
250 : 전열판 260 : 시편거치대
270 : 산세액 280 : 전류간섭 방지판
290 : 제어부

Claims

내부에 산세액이 구비되는 전해산세조;
상기 전해산세조 내의 산세액을 직접 승온시키도록 일측이 상기 산세액에 침지되는 가열부;
상기 전해산세조 내에 수납되어, 시험편이 거치되는 하부가 상기 산세액에 침지되는 시편거치대;
상기 시편거치대에 거치된 상기 시험편과 접촉하도록 설치되며, 복수개의 전극으로 구성된 적어도 하나의 전극유닛; 및
상기 전극유닛 각각에 양극성과 음극성의 전류를 번갈아가며 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 고속 전해산세 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 인접하는 상기 전극유닛별로 다른 극성의 전류를 번갈아가며 공급하도록 제어하는 고속 전해산세 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 전극유닛의 복수개의 전극은 상기 시편거치대 상부의 전극판에 고정되는 고속 전해산세 시뮬레이터.
제3항에 있어서,
상기 시편거치대 상부에는 상기 전극판이 안착되며, 상기 전극유닛이 상기 전해산세조 내부로 삽입되는 삽입홀이 더 형성되는 고속 전해산세 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 가열부의 일측은 열선의 형태를 띠는 고속 전해산세 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 가열부의 타측은 상기 전해산세조 외부에 위치되며, 상기 산세액의 온도를 설정하는 온도제어부가 구비되는 고속 전해산세 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 시편거치대의 양측면에는 상기 시험편이 삽입되는 홀 및 상기 홀의 높이조절이 가능한 시편고정부가 더 형성되는 고속 전해산세 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 전해산세조 하부에는 상기 산세액을 가열하는 전열판이 더 설치되는 고속 전해산세 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 시편거치대에는 상기 산세액의 온도를 측정하기 위한 측온센서가 더 설치되는 고속 전해산세 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 시편거치대 및 전해산세조는 내산성 재질로 형성되는 고속 전해산세 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 전극유닛 각각의 사이에는 전류간섭 방지판이 더 설치되는 고속 전해산세 시뮬레이터.