KR930000471B1 - 이동 금속스트립에 대한 연속적인 전해처리 방법 및 그 장치 - Google Patents

이동 금속스트립에 대한 연속적인 전해처리 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

이동 금속스트립에 대한 연속적인 전해처리 방법 및 그 장치
제1도는 본 발명에 따른 장치의 개략도.
제2도는 본 발명에 따른 장치에 있어서 감지수단의 사시도.
제3도는 3개의 조정가능한 전극쌍을 구비하고 있는 본 발명의 한 실시예를 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 스트립 2 : 스트립구동로울러
3 : 측정수단 4, 6 :신호 변환기
5 : 감지수단 7 : 신호처리수단
8, 9 : 조정수단 10 : 신호확장수단
11, 12 : 지연수단 13, 14 : 지지부재
15, 16, 17 : 금속튜브 18 : 스프링
19, 20, 21 : 릴레이코일 22, 23, 24 :릴레이접점
E1~E6: 전극
본 발명은 스트립의 이동방향에 대한 수직편차의 함수로써 스트립과 적어도 하나의 전극과의 간격을 변화시키면서 이동 금속스트립에 대한 연속적인 전해처리를 행하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.
본 발명에서 말하는 전해처리(eletrolytic treatment)란 전해액을 통하여 일정속도로 이동되는 급속스트립에 대하여 전기도금을 행하거나 도금을 벗겨내거나 스케일을 벗겨내거나 혹은 산세척 등을 행하는 것을 말하며, 그중에서도 특히 본 발명은 이동 금속스트립에 대한 전기도금과 관련한 것이다. 이러한 이동 금속스트립에 대한 전해처리에 있어서는, 일반적으로 전해질 내의 전압강하를 낮추고 전력소모를 줄이기 위하여 전극과 스트립 사이의 간격을 최소로 유지하는 것이 바람직하다. 그러나 간격을 너무 작게할 경우에는 스트립의 편차로 인해 스트립과 전극이 접촉하여 쇼트회로가 형성되어 전극이 손상될 우려가 있게 된다.
스트립의 편차(왜곡정도)에 맞추어 전극과 스트립 사이의 간격을 변화시키는 장치로서는 미국특허 제4,378, 284호 명세서에 공개된 것이 있다. 여기에서는 탄성튜브로 된 전극 장착수단에 전극이 장착되어 있으며, 상기 튜브는 액상매체, 즉 오일같은 것으로 채워져 있고 이 액상 매체에 대한 압력을 변화시킴으로써 전극 및 스트립간의 간격이 조정된다. 상기 간격조정은 전기분해 효율에 영향을 미치는 동작조건에 따라서 이루어진다.
예를들면 소기의 간격변화를 일으키기 위하여 광학적 또는 전기적 수단에 의하여 응답되는 구멍 또는 슬릿들이 스트입의 단부부위에 마련될 수 있다.
또한, 일본국 특허공보 제113399호 명세서에도 스트립과 전극간의 간격을 자동 조정하기 위한 방법이 소개되어 있다. 그러나 이 경우에서의 간격 조정은 양극 소비량 H와 작업시간에 걸친 총 전류 소비량 A×h, 전극크기에 대한 조정인자 N 및 상수 K의 함수로서 이루어진다.
본 발명의 목적은 처리대상 금속스트립의 편차와 스트립 속도의 함수로서 각각 전극과 스트립간의 간격을 최적으로 자동 조절할 수 있는 방법과 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 방법은, a) 어떤 시간에 걸쳐서 스트립의 편차를 그 크기의 함수로서 측정하고, b) 편차 검출순간부터 전극에 스트립상의 편차가 있는 부분이 도달하는 순간까지의 시간에서 간격조정을 위하여 요구되는 시간을 뺀 시간을 결정하며, c) 스트립의 ㅣ편차가 있는 부분이 전극을 통과하는데 소요되는 시간은 결정하고, d) 상술한 단계에서 결정된 정보의 함수로써 전극과 스트립간의 간격을 조정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 방법을 수행하기 위한 장치는, 스트립의 편차가 있는 부분이 전극에 도달하기 전에 스트립의 편차 함수로서 적어도 하나의 연속적인 또는 불연속적인 제1신호를 발생하는 감지수단 ; 스트립의 속도 합수로서 제2신호를 발생하는 측정수단 ; 제1신호의 최대치발생으로부터 이러한 최대치가 유지되는 동안에 전극의 길이함수 및 제2신호의 함수로서 제1신호를 확장시키는 신호확장수단과, 전극의 선단으로부터 감지수단까지의 거리함수 및 제2신호의 함수로서 후술하는 조정수단의 응답시간을 뺀 만큼 확장된 제1신호를 지연시키며 상기 신호확장수단에 접속된 지연수단을 구비하는 신호처리수단 ; 확장되고 지연된 제1신호의 함수로써 스트립과 전극간의 간격을 조정하기 위하여 상기 지연수단에 접속되는 조정수단 ; 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징 및 더욱 상세한 내용은 도면에 예시된 바람직한 실시예를 통하여 아래에 기술하기로 한다.
제1도에서 금속스트립(1)은 전극쌍 E1,E2및 E3,E4사이를 수평방향으로 이송되며, 상기 전극들사이의 공간에는 전해처리, 특히 전기도금의 종류에 따라 좌우되는 혼합물로 구성되는 전해액이 채워진다. 스트립(1)은 두개의 스트립구동로울러(2) 사이를 통과하며, 상기 스트립구동로울러(2)의 축은 예컨대 타코 제너레이터와 같은 회전속도 측정수단(3)에 연결된다. 회전속도 측정수단(3)으로부터의 신호는 Sv는 신호변환기 (4)를 통하여 선택적으로 처리되는 바, 예를들면 스트립구동로울러(2)의 회전율 즉, 스트립(1)의 속도 V에 비례하는 직류신호(DC 신호)로 변활될 수 있다.
감지수단(5)은 스트립(1)의 정상적인 평탄한 부위로부터 왜곡되어 있는 부위의 편차를 검출하기 위하여 전극 E1,E2의 선단으로부터 거리 I1의 위치에서 스트립(1)과 관여하도록 되어 있으며, 또한 이 감지수단(5)은 신호변환기(6)를 통하여 선택적으로 처리될 수 있는 연속적이거나 또는 불연속적인 신호 Sa를 편차의 함수로 발생하도록 되어 있다.
상기 신호 Sv및 Sa는 이들 신호를 아날로그 또는 디지탈 모드로 선택적으로 처리하기에 적합한 신호처리회로(7)에 인가된다. 아날로그식 처리에서는 신호변환기(4) 및 (6)로부터 출력되는 신호 Sv및 Sa를 이용하고, 디지탈식 처리인 경우에서는 신호 Sv및 Sa를 직접 이용하거나 적당한 아날로그/디지탈 변환기(미도시)를 통해서 인가시킨다. 후자의 경우에서는 신호처리회로(7)는 자유로이 프로그램할 수 있는 제어 및 컴퓨터 시스템 또는 마이크로 프로세서 시스템의 형태를 취하는 것이 바람직하다. 전극 E1및 E3를 조정하기 위한 조정수단(8) 및 (9)는 신호처리회로(7)의 출력단에 접속시킨다. 전극 E2및 E4는 기계적 결합수단을 통해서 또는 제2감지수단, 두개의 조정수단(미도시)이 접속된 동일한 종류의 제 2 신호처리수단을 통해서 전극 E1,E3에 있어서의 수행된 것과 연계적으로 동시에 조정된다.
신호 Sv및 Sa는 신호 Sa의 최대치(
Figure kpo00001
)의 발생으로부터 신호 Sa의 지속시간동안 시간 te만큼 확장되거나 또는 길어지게 되기 위해서 신호처리회로(7)에 포함되는 신호확장수단(10)에 먼저 인가된다. 여기서 시간 te는 신호 Sa의 최대치가 유지되는 동안
Figure kpo00002
로 주어지는 전극길이 Ie의 함수이다. 이런 방식으로 전극 E1은, 전극 E1을 통과하는 스트립(1)에 편차가 존재하는 시간동안 그 편차의 최대치에 따라서 조정되는 것이 보장된다. 이어서, 시간적으로 연장되는 Sa'는 신호 Sv'가 또한 인가되는 2개의 지연회로(11)및 (12)에 인가된다.
지연회로(11)에서는 시간
Figure kpo00003
만큼 신호 Sa의 지연이 이루어진다. 여기서 I1은 감지수단(5)으로부터 전극 E1의 선단까지의 거리를 나타내며, ts는 조정수단(8)의 응답시간을 나타낸다. 따라서 지연회로(12)에서는 시간
Figure kpo00004
만큼 Sa가 지연된다. 여기서 I2는 감지수단(5)으로부터 전극 E3의 선단까지의 거리르 나타낸다. 지연회로(11)(12)의 출력신호는 조정수단(8)(9)에 기준신호로서 공급된다.
그 결과 스트립의 편차가 있는 부위가 각각의 전극 E1,E3에 도달할 때 너무 빠르지도 늦지도 않은 정확한 시점에서 최대편차 크기에 대응한 크기로 전극들의 위치조정이 이루어진다. 조정수단(8)(9)은 실 조정치의 피드백작용이 있거나 또는 없는 전기기계식, 공압식 또는 유압식의 것으로 될 수 있다.
감지수단(5)은 제2도에 도시된 예와같이 절연체로 된 적어도 2개의 지지부재(13)(14)로 구성하되, 상기 지지부재(13)(14)에는 금속, 예컨데 알루미늄 튜브(15)(16)(17)가 이동가능하게 지지되는 적어도 3개의, 서로 깊이가 다른 U자형 홈들이 마련된다. 상기 금속튜브(15)(16)(17)는 스프링(18)에 의하여 각각 상기 홈의 바닥쪽으로 탄압된다. 금속튜브(15)(16)(17) 각각에 가요성 도선을 예컨데 납땜으로 연결한 후 다시 이 도선을 예컨데 42V 정도의 AC 전원(U~)에 일단이 접속된 릴레이 코일(19)(20((21)의 타단에 접속한다. 릴레이코일(19)(20)(21)의 스위치 접점(22) (23)(24)들을 적당한 저항들을 거쳐서 DC 전원 (U+)에 접속하고, 불연속 신호 Sa가 인가되는 저항을 접지와 상기 스위치 접점의 접속점 사이에 개재 접속한다.
예를들면, 스트립(1)의 편차(왜곡)가 있는 부위가 금속튜브(15)에 접촉된다면 AC 전원으로부터 릴레이코일(19), 금속튜브(15) 및 스트립(1)사이의 접촉 및 접지된(어스된) 스트립(1)배면을 통하여 AC 잔원(U~)의 접지된 극으로 전류가 흐르게 되어, 상기 스위치 접점(24)이 온상태로 되며 그에 대응된 신호 Sa가 출력된다. 스트립의 편차정도가 더 클 겨우에는 금속튜브(16)(17)가 스트립과 접촉되며 이 경우는 스위치접점(23)(24)이 온상태로 되어 그에 대응되는 더 센 신호 Sa가 출력된다.
상기 감지수단(5)은 저항상, 유도성 또는 유도성 또는 용량성 소자로 구성할 수도 잇으며, 또한 그 감지방식으로서는 적외선 센서방식 혹은 초음파 송,수신방식을 사용하는 것도 가능하다.
제3도에는 한 유니트로 형성하는 세개의 조정가능한 전극쌍(E1~E6)의 배열이 예시되어 있다. 가운데에 위치한 전극(E3)(E4)를 DC 전원의 양극에 접속하고, 바깥측에 위치한 전극(E1)(E2) 및 (E5)(E6)를 음극에 접속하되, 가운데 위차한 전극들 길이는 바깥측에 위치한 전극들 길이의 바깥측에 위치한 전극들 길이의 두배로 하는 것이 바람직하다. 가운데 위치한 전극(E3)(E4)들은 전극 중심으로부터 각 1~3°경사로 바깥쪽으로 벌어지는 것이 바람직하다. 마찬가지로 바깥측에 인접위치한 전극(E1)(E2) 및 (E5)(E6)들은 제3도에 나타난 바와같이 각각 1~3°각도로 안쪽으로 경사지게 한다. 이와같은 전극의 경사는 안쪽 전극 (E3)(E4)으로부터 스트립(1)을 거쳐서 바깥쪽 전극 (E1)(E2) 및 (E5)(E6)향하여 으로 스트립(1)을 따라서 흐르는 전류의 전압강하를 보항사는데 기여하는 것으로서, 이것은 위치에 따른 전극과 스트립간의 간격변화로 인하여 야기되는 전해질내의 전압강하 변화의 덕태이며, 전해질의 내부저항 및 스트립(1)의 내부저항을 합한 전저항은 항상 일정하게 되는 원리를 이용한 것이다. 이와같은 법으로 더욱 균일한 전류밀도가 유지된다. 상기의 세개의 전극쌍으로 된 유니트에 이어서 이와 동일한 유니트들을 계속해서 설치할 수도 있다.
측정수단(3)으로부터 출력되는 신호 Sv에 대하여 스트립 아래쪽에 마련된 감지수단(5)으로부터 출력되는 신호 Sa1또는 스트립 윗쪽에 마련된 감지수단(5')으로부터의 신호 Sa2가 공급되는 신호처리수단(7)은 마이크로 프로세서 시스템으로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 감지수단(5)(5')들은 예컨대 제2도에 도시된 양태로 설계된다.
신호 Sa1는 스트립(1)의 아래쪽 방향으로 향한 편차에 응답하여 전극 E1,E3및 E5를 조정하기 위하여 사용되며, 한편 신호 Sa2는 스트립(1)의 위쪽 방향으로 향한 편차에 응답하여 전극 E2,E4및 E6를 조정하기 위하여 사용된다.
원칙적으로는, 상술한 바 있는 서로 다른 높이의 금속튜브들을 포함하는 하나의 감지수단을 채요하여서도 충분한데, 이 경우는 상기 감지수단이 윗쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향으로 향한 스트립(1)의 편차에 각각 응답하도록 설계될 것이며, 신호 처리수단(7)은 영점, 말하자면 평탄한 스트립(1)의 경우를 영점으로 하여 신호 Sa를 영점으로부터 양의 방향으로 할 것인지 음의 방향으로 할 것인지를 결정하여 그 신호에 따라 윗쪽의 전극 E2,E4및 E6이나 또는 아래쪽의 전극 E1,E3및 E5의 조정이 이루어지도록 설계될 것이다.
상기 제1도 및 제3도에 도시된 실시예어서는 스트립과 전극사이의 간격조정이 전극을 조정함으로써 수행되는 것에 따른 경우를 예시한다. 그러나 전극에 관하여 스트립을 조정하는 것도 물론 가능하며, 이 경우는 전극들 사이에 마련된 스트립 안내로울러를 조정하여 목적한 바위 간격조정을 이룰 수 있다. 그와같은 이치에서, 전극과 ㅅ그트립 안내로울러의 복합적인 조정을 마련하는 것도 가능하다.
여기에서는 본 발명의 특정한 실시예를 통해 설명되었으나, 특허청구의 범위로써 한정된 본 발명의 범주를 벗어남이 없어 여러가지 다른 변형과 수정이 있을 수 있다.

Claims (9)

  1. 스트립 이동방향의 수직편차함수로서 적어도 하나의 전극과 스트립간의 간격을 변화시키되 a) 어떤 시간에 걸쳐서 스트립상에 형성된 편차를 그 크기의 함수로서 측정하고, b) 편차검출 순간부처 전극에 스트립상의 편차가 있는 부위가 도달하는 순간까지의 사간에서 간격조정을 위하여 요구되는 시간을 뺀 시간을 결정하며, c) 편차가 있는 부분이 전극을 통과하는데 소요되는 시간을 결정하고, d) 상술한 단계에서 결정된 정보의 함수로써 전극과 스트립간의 간격을 조정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 금속스트립에 대한 연속적인 전해처리방법.
  2. 전극에 스트립(1)상의 편차가 잇는 부위가 도달하기 전에 스트립(10의 편차함수로서 적어도 하나의 연속적인 또는 불연속적인 제1신호(Sa)를 발생하는 감지수단(5)과, 스트립(1)의 속도함수로써 제2신호(SV)를 발생하는 측정수단(3)과, 제1신호(Sa)의 최대치 발생으로부터 전극의 길이함수 및 제2신호(Sv)의 함수로서 이러한 최대치가 유지되는 동안에 제1신호(Sa)를 확장시키는 신호확장 수단(10)과, 전극의 기점으로부터 감지수단(5)에 대한 거리함수 및 제2신호의 함수로서 조정수단(8)(9)의 응답시간을 뺀 지연시간으로 확장된 제1신호를 지연시키며 상기 신호확장수단(10)에 접속된 지연수단(11)(12)을 포함하는 신호처리수단(7)과 확장, 지연된 제1신호의 함수로서 스트립(1)과 전극간의 간격을 조정하기 위하여 상기 지연수단(11)(12)에 접속된 조정수단(8)(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 제1항에 기재된 방법을 실시하기 위한 이동 금속스트립에 대한 연속적인 전해처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 신호처리수단(7)은 프로그램 제어방식 및 컴퓨터 방식으로 구성한 것을 특징으로 하는 이동 금속스트립에 대한 연속적인 전해처리 장치.
  4. 제2항에 있어서, 신호처리수단(7)은 마이크로 프로세어 방식으로 구성한 것을 특징으로 하는 이동 금속스트립에 대한 연속적인 전해처리 장치.
  5. 제2항에 있어서, 감지수단(5)은 절연체로 된 적어도 2개의 지지부재(13)(14)로 구성화되, 상기 지지부재(13)(14)에는 금속튜브(15)(16)(17)가 이동가능하게 지지되는 적어도 3개의 서로 깊이가 다른 U자형 홈들이 마련되며, 상기 금속튜브(15) (16)(17)는 스프링(18)에 의하여 각각 상기 홈의 바닥쪽으로 탄압되고, 가요성 도선을 통하여 릴레이코일(19)(20)(21)의 일단에 접속하여서 된 것을 특징으로 하는 하는 이동 급속스트립에 대한 연속적인 전해처리 장치.
  6. 제2항에 있어서, 바깥쪽 및 가운데에 위치한 전극(E1~E6)으로 구성한 조정가능한 3쌍의 전극(E1),(E2),(E3),(E4) 및 (E5)(E6)를 하나의 유니트로 형성하고, 가운데에 위치한 전극(E3)(E4)들은 DC 전원의 양극에 접속시키고 바깥쪽 위치한 전극(E1),(2),(E5)(E6)들은 DC 전원의 음극에 접속시켜서 된 것을 특징으로 하는 이동 금속스트립에 대한 연속적인 전해처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 가운데 위치한 전극 (E3)(E4)들의 길이는 바깥쪽에 위치한 전극(E1),(E2),(E5)(E6)들의 길이에 대하여 두배의 길이로 하는 것을 특징으로 하는 이동 금속 스트립에 대한 염속적인 전해처리 장치.
  8. 제6항에 있어서, 가운데에 위치한 전극 (E3)(E4)들은 중심으로부터 바깥쪽으로 벌어져 스트립 이동로에 대하여 소정 각도로 경사지게 설치되고, 그 바깥쪽에 인접위치한 전극 (E1),(E2),(E5)(E6)들은 각각 스트립 이동로에 대하여 안쪽으로 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 이동 금속스트립에 대한 연속적인 전해처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 스트립 이동로에 대한 전극(E1~E6)들의 경사도는 1~3°로 하는 것을 특징으로 하는 이동 금속스트립에 대한 연속적인 전해처리 장치.
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