KR970002505B1

KR970002505B1 - 알카리 탈지 용액의 온-라인(on-line) 분석방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR970002505B1
Application number: KR1019930031061A
Authority: KR
Inventors: 소재춘; 곽해일; 신을호
Original assignee: 조말수; 포항종합제철주식회사; 백덕현; 재단법인산업과학기술연구소
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1997-03-05
Also published as: KR950019708A

Abstract

내용없음.

Description

알카리 탈지 용액의 온-라인(ON-LINE) 분석방법 및 그 장치

제1도는 종래의 탈지 용액 인-라인(In-Line)의 분석장치의 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 알카리 탈지 용액의 측정부를 나타낸 구성도.

제3a, b도는 본 발명에 측정장치의 측면도 및 정면도.

제4도는 본 발명의 탈지용액 측정을 제어하는 제어패턴을 나타낸 블록도.

제5a, b도는 본 발명에 따른 탈지 용액으로부터 pH 전극 및 이온선택 전극을 이용하여 얻어진 적정 곡선.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 시료 채취용기 2 : 알카리 세정탱크

3, 4 : 파이프 배관 5, 10, 18, 19 : 펌프

8 : pH 메터 9 : 전기전도도 측정기

11 : 정량 펌프 13 : 비이커

15 : pH 전극 16 : 이온선택 전극

25, 26 : 자동적정기 31 : 비이커 자동 교환장치.

본 발명은 냉간압연 공정에서 냉간압연을 마친 강판의 표면에 잔류하는 압연유 및 각종 부착물을 제거하기 위해 사용되는 알카리 탈지용액의 제조건들의 분석과정을 시료 용액의 채취(Sampling)로부터 시료 전처리 및 최종 분석까지 자동화 할 수 있도록 한 알카리 탈지용액의 온-라인 분석방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉연강판은, 그 특정 목적에 맞게 설계된 기계적 성질과 깨끗하고 미려한 표면이 요구되는 철강제품이다.

이와 같은 냉연제품은 대부분의 경우, 도금 및 도장 등의 후처리 공정을 거쳐 표면피복을 실시한 후 최종 제품화되기 때문에, 그 표면 형상은 기계적 성질과 함께 제품의 질을 결정하는 주요 요인이 되고 있으며, 강판 표면에 부착된 각종 오염물질들을 완전히 제거하는 일은 우수한 제품의 생산을 위한 필수적인 과정이다.

보통 냉간압연 공정을 거친 강판의 표면에는 압연유, 구리스, 철분 및 여러 가지 물질들이 부착되게 되는데, 이러한 부착물들은 완전히 제거되지 않고 소둔공정으로 넘어갈 경우 연소하여 탄화물로 변화한 후 강판표면에 잔류되어 이후에 실시될 도장 및 도금처리시 제품에 치명적인 결함을 주는 원인이 된다.

따라서 냉연공정에서는 가성소다나 올소규산소다 등과 같은 알카리용액을 사용하여 알카리세정 및 전해세정법을 이용 비누화 반응을 일으켜 탈지공정에서 이들을 제거시켜 주고 있으며 용액관리를 위하여 pH, 전기도전율, 전알카리도, 유효알카리도, 탈지용액중의 Ca²⁺,Mg²⁺이온의 농도 등의 항목을 공정분석하여 일정하게 관리하고 있다.

그러나 탈지용액 분석의 전과정을 수작업으로 수행할 경우 분석결과의 피드백 시간의 지연으로 인하여 용액 농도중 제 조건을 정확히 유지관리가 어렵고 용액농도 편차에 따르면 탈지성의 불량, 표면결함등이 발생되게 되어 탈지용액의 제 농도를 자동으로 신속하게 분석할 수 있는 분석시스템의 개발이 요구되고 있는 실정인 것이다.

한편, 최근에는 제1도에 도시한 바와 같이, 탈지용액의 전기전도도를 측정하여 측정된 전기전도도값으로부터 알카리 농도(유효알카리 농도)를 산출하는 방식의 온-라인 측정장치가 개발 상품화되어 판매되고 있으나, 이 장치는 알카리 탈지용액의 관리항목들중 전기도전율을 인-라인 상에서 측정하여 측정값으로부터 유효알카리도와의 상관관계를 구하여 유효알카리도값을 측정할 수 있도록 되어 있으나, 측정액에 불순물 함유시 측정 오차가 크고, 측정액에 기포 발생시 유량감소에 의한 측정오차가 발생되며, 중앙홀에 이물질이 쉽게 부착될 수 있어 이경우 측정오차가 발생되며, 시료용액의 온도 변화에 따른 오차 발생 및 모터등으로부터 발생되는 전자기파에 의해 측정오차가 발생되는 등의 많은 문제점들이 있었던 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점들을 개선시키기 위한 것으로서 그 목적은, 시료용액을 파이프 배관을 통해 pH 메타 및 전기 전도도 측정기까지 순환시켜 인-라인(In-Line)상에서 pH 및 전기전도도를 측정하며, 일정량의 시료용액을 채취하여 자도 적정기에 의해 산염기 작성을 행하여 전알카리도와 유효알카리도를 측정하고, EDTA용액으로 킬레이트 적정을 실시하여 용액중의 Ca²⁺,Mg²⁺의 양을 측정하여 이측정값으로부터 상기 금속이온들을 봉쇄하는데 필요한 킬레이트제 투입량을 구입할 수 있도록 하여, 탈지용액의 공정관리에 필요한 모든 항목을 온라인상에서 자동으로 측정할 수 있도록 함은 물론, 이로인한 탈지용액의 농도 편차에 의한 탈지성 불량 및 점상녹(Rust)발생의 원인을 근본적으로 제거할 수 있게 되며, 탈지욕액에 함유된Ca²⁺,Mg²⁺의 양을 정확하게 측정하여 이를 봉쇄하는데 필요한 킬레이트제의 투입량을 정확하게 산출할 수 있는 알카리 타지용액의 온-라인 분석 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기와 같은 탈지용액 분석을 온-라인상에서 자동적으로 수행할 수 있는 알카리 탈지용액의 온-라인 측정장치를 제공하는데 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 따른 알카리 탈지용액의 측정부를 나타낸 구성도이고, 제3도 (A)(B)는 본 발명 측정장치의 측면도 및 정면도이며, 제4도는 본 발명의 탈지용액 측정을 제어하는 제어패턴을 나타낸 블록도로서, 탈지용액 측정장치의 하단에 시료채취용기(1)가 마련되고, 이를 파이프 배관(3)(4)에 의해 세정 탱크(2)와 연결토록 하며, 상기 일측 파이프 배관(3)의 중간에는 펌프(5)와 백필터(6) 및 히터(7)가 각각 설치되며, 출측 파이프 배관(4)의 중간에는 pH 메터(8)와 전기 전도도측정기(9) 및 펌프(10)가 설치토록 되고, 상기 시료 채취용기(1)의 상단에는 정량 펌프(11)가 설치되어 튜브(12)로서 비이커(13) 상단에 설치된 전극 지지관(14)과 연설토록 되고, 상기 전극 지지판(14) 중앙에 pH 전극(15) 및 이온 선택전극(16)과 교반기(17)가 각각 설치되어 한편, 상기 비이커(13)의 일측에는 2대의 펌프(18)(19)가 설치되어 튜브(20)(21)로서 연결되어 일측 펌프(18)는 세척수 저장통(22)과 연설되고, 타측 펌프(19)는 배수구와 연설토록 되며, 비이커(13)의 타측에는 완충용액 정량공급기(23) 및 증류수 정량공급기(24)와 0.1N-HCl 및 EDTA 용액이 각각 저장된 자동적정기(25)(26)가 각각 설치되어 튜브(27)(28)(29)(30)로서 전극 지지판(14)에 고정설치되고, 상기 비이커(13)의 하단에는 비이커 자동교환장치(31)가 설치되는 구성으로 이루어진다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 알카리 탈지용액의 온-라인 분석방법을 설명하면 다음과 같다.

제2도 내지 제5도에 도시한 바와 같이, 먼저 펌프(5,10)가 작동하여 알카리탱크(2)로부터 시료용액을 파이프 배관(3,4)를 통하여 시료채취용기(1)를 거쳐 알카리 탱크(2)로 순환되도록 한 후 출측배관(3)중간에 설치된 pH 측정기(8)와 전기 전도도 측정기(9)를 이용하여 순환되는 용액으로부터 직접 In-Line상에서 시료용액의 pH값과 전기도전을 값을 연속적으로 측정한다.

pH 전기도전을 측정이 끝나면, 정량펌프(11)를 작독시켜 시료채취용기(1)로부터 일정량의 시료용액을 비이커(13)에 샘플링하고 증류수저장공급기(24)를 작동시켜 일정량의 증류수를 비이커(13)에 주입 일정 비율로 시료용액을 희석시킨 다음, 0.1N-HCl 용액이 담긴 자동적정기(25)를 작동시켜 pH 전극(15)을 이용산, 염기 적정을 실시하면 제5도(A)에서와 같이 변곡점이 2개인 적정곡선을 얻게 되며 이때의 0.1N-HCl 소모 ml수로부터 전알카리도 유효알카리도 값을 구하게 된다.

상기와 같이 전알카리도 및 유효알카리도 측정이 완료되면, 다시 완충용액 정량 공급기(23)를 이용하여 일정량의 완충용액을 주입하고 EDTA적정액이 담긴 자동적정기(26)를 작동시켜 이온선택전극(16)을 이용 킬레이트 적정을 실시하면,

제5b도와 같이 변곡점이 2개인 적정곡선을 얻게 되고, 이때 각각의 EDTA용액 소모 ml수로부터 Ca²⁺및Mg²⁺의 양을 구하게 된다.

모든 측정이 완료되면 펌프(19)가 작동 비이커(13)에 남아있는 용액을 자동배출시키게 되며 다시 펌프(18)가 작동 세척수를 공급한 후 교반기(17)로 일정시간 교반시킨 다음 다시 펌프(19)를 작동시켜 세척수를 배출시켜, 비이커(13)의 자동세척을 수행한다.

비이커(13)의 자동세척이 끝나면 비이커 자동교환장치(31)가 가동, 비이커를 새것으로 교체하여 다음 측정을 위한 준비를 완료한다. 이러한 모든 일련의 측정과정은 컴퓨터(32)가 총괄 제어한다.

즉, 제4도에 의한 컴퓨터에 제어패턴을 본 발명에 적용시킨 일예이고, 제5도에는 이를 이용하여 알카리탈지용액으로부터 pH전극과 이온선택전극을 이용하여 측정된 적정곡선을 나타내었다.

이상과 같이 본을 발명에 의한 알카리 탈지용액의 온-라인 분석 방법과 그 장치에 의하면, 탈지용액의 공정관리에 필요한 모든 항목들을 온-라인상에서 자동을 측정하여 그 값들은 신속하게 조업부서에 피드백할 수 있어 탈지용액의 농도 편차에 의한 탈지성 불량 및 점상녹의 발생원인을 제거할 수 있으며, 탈지용액중에 함유된 Ca²⁺,Mg²⁺의 양을 정확히 측정하여, 측정값으로부터 이들 이온들을 봉쇄하는데 필요한 킬레이트제 투입량을 산출하므로서, 정확히 계산된 양의 부원료 투입에 따른 생산원가 절감은 물론각종 이온들의 점상 발생요인들을 근원적으로 제거하므로서 실수율을 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims

탈지용액 측정장치의 하단에 시료 채취용기(1)가 마련되고, 이를 파이프 배관(3)(4)에 의해 세정탱크(2)와 연설토록 하며, 상기 입측 파이프 배관(3)의 중간에는 펌프(5)와 백필터(6) 및 히터(7)가 각각 설치되며, 출측 파이프 배관(4)의 중간에는 pH메터(8)와 전기 전도도 측정기(9) 및 펌프(10)가 설치토록 되고, 상기 시료 채취용기(1)의 상단에는 정량 펌프(11)가 설치되어 튜브(12)로서 비이커(13) 상단에 설치된 전극지지판(14)과 연설토록 되고, 상기 전극 지지판(14) 중앙에 pH 전극(15) 및 이온선택전극(16)과 교반기(17)가 각각 설치되는 한편, 상기 비이커(13)의 일측에는 2대의 펌프(18)(19)가 설치되어 튜브(20)(21)로서 연결되어 일측 펌프(18)는 세척수 저장통(22)과 연설되고, 타측 펌프(19)는 배수구와 연설토록 되며, 비이커(13)의 타측에는 완충용액 정량공급기(23) 및 증류수 정량공급기(24)와 0.1N-HCl 및 EDTA 용액이 각각 저장된 자동적정기(25)(26)가 각각 설치되어 튜브(27)(28)(29)(30)로서 전극 지지판(14)에 고정설치되고, 상기 비이커(13)의 하단에는 비이커 자동교환장치(31)가 설치되는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 알카리 탈지용액의 온-라인 분석 장치.
펌프의 작동에 의해 알카리 탱크로부터의 시료 용액을 파이프 배관을 통해 순환시켜 pH측정기와 전기 전도도 측정기를 통해 시료 용액의 pH 및 전기 전도율을 인-라인상에서 연속적으로 측정하며, 정량펌프에 의해 시료용액을 배관을 통해 비이커로 일정량 채취하여 증류수를 혼입시켜 용액을 희석하고, 0.1N-CHl으로 산염기 적정을 행하여 시료용액의 전알카리도 및 유효알카리도 값을 구하며, 완충용액을 일정량 주입하고 EDTA 용액으로 킬레이트 적정을 실시하여 용액중의 Ca²⁺,Mg²⁺의 양을 측정토록 하며, 상기 측정값으로부터 상기 금속이온들을 봉쇄하는데 필요한 킬레이트제 투입량을 설정하는 것을 특징으로 하는 알카리 탈지 용액의 온-라인 분석 방법.