KR0149754B1 - 레이디얼형 전기도금공정에서 아아크스폿 방지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이디얼형(radial type) 연속전기도금설비로 전기도금강판을 제조하는데 있어서, 강판과 전도롤의 접촉불량에 의해 발생하는 아아크스폿(arc spot)을 방지할 수 있는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 레이디얼형 전기도금설비로 전기도금강판을 제조하는데 있어서, 각 도금조(11)마다 강판(1)과 전도롤(2)의 접촉이 시작되는 쪽에 전도성 용액 분사노즐(13)을 설치하여 이 노즐을 통해 여과된 도금용액이나 물보다 전도성이 우수한 염산 0.5-3.5wt%, 염화칼륨 3-40wt%, 염화암모늄 3-40wt% 또는 염화나트륨 5-40wt% 수용액을 전도롤(2)에 뿌려 주고, 전도롤(2)과 강판(1)이 분리되는 쪽에는 물 분사노즐(14)을 설치하여 이 노즐을 통해 물을 강판(1)에 분사하여 수세하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이디얼형 전기도금공정에서 아아크스폿 방지방법

제1도는 일반적인 연속도금설비에 의한 각종의 전도롤과 강판과의 통전상태를 나타내는 도면.

제2도는 본 발명에 따라 전도성 용액 분사노즐 및 물 분사노즐을 설치한 레이디얼형 전기도금설비의 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 강판 2 : 전도롤

3 : 지지롤 7 : 싱크롤

10 : 디플렉터롤 11 : 도금조

12 : 양극 13 : 전도성 용액 분사노즐

14 : 물 분사노즐 15 : 도금용액

본 발명은 레이디얼형(radial type) 연속전기도금설비로 강판을 도금하는데 있어서, 강판과 전도롤의 접촉불량에 의해 발생하는 아아크스폿(arc spot)을 방지할 수 있는 방법에 관한 것이다.

연속전기도금설비에는 도금대상 강판이 도금조를 통과할 때 그 강판의 진행방향에 따라 주로 레이디얼형, 수직형 및 수평형 등이 있다.

레이디얼형 전기도금설비는 중앙의 큰 전도롤(conductor roll)에 강판이 감기게 하여 상기 전도롤의 외면측에 원주상으로 배치한 전극과의 사이에 도금액이 흐르게 하여 도금하는 방식으로서, 수직형과 수평형에 비해 극간거리가 짧아 고전류 밀도 및 고속도금에 유리하고, 또한 편면도금 및 양면에 종류가 다른 도금을 행하는 이종도금이 가능하다.

또한, 이러한 도금설비에 있어서는 도금조를 통과하는 강판을 전도롤과 접촉진행시킴으로써 강판에 전류를 통전시키게 되는데, 각 도금설비별로 전도롤과 강판의 접촉상태가 다른다.

제1도의 (a)는 전도롤(2)과 지지롤(3) 사이로 도금대상 강판(1)을 수평으로 통과시키면서 도금을 행하도록 된 수평형 도금설비로서, 이는 전도롤(2)과 강판(1)의 접촉통전이 선접촉 상태로 이루어지게 되어 있고, (b)와 (c)는 각각 수직형과 레이디얼형 도금설비로서, 전도롤(2)과 강판(1)이 면접촉상태로 접촉하여 강판(1)에 전류가 통전되도록 되어 있다. 제1도의 (b), (c)에서 부호 7은 싱크롤, 10은 디플렉터롤을 각각 나타낸다.

제1도의 (c)에 도시된 바와 같은 레이디얼형 도금설비는 일반적으로 도금대상 강판(1)이 여러개의 도금조를 차례로 통과하면서 각 도금조에서마다 일정한 비율 만큼씩 도금이 된 후 모든 도금조를 통과하면 최종목표의 도금이 되도록 되어 있다.

각 도금조에는 강판(1)에 전류를 통전해줄 수 있는 전도롤(2)과 강판(1)의 진행 방향을 바꾸어 주는 디플렉터롤(deflector roll)(10)이 있으며, 강판(1)은 전도롤(2)의 외면 하반부에 감겨 있는 상태로 도금용액에 잠기어 도금이 된 후 도금용액 밖으로 나와 디플렉터롤(10)에 의해 진행방향이 바뀌게 되며, 이와 같은 과정이 도금조의 갯수만큼 반복된 후 강판(1)의 한쪽 면에 대한 도금이 완료된다.

상기 강판(1)에 대한 양면도금을 행하고자 하는 경우에는 다시 강판(1)의 방향을 바꾸어 여러개의 도금조를 통과시키면 반대면의 도금이 이루어진다.

양면도금의 경우 통상 먼저 도금된 면을 선도금면이라 하고, 나중에 도금된 면을 후도금면이라 칭하며, 선도금면이 도금될 때에는 전도롤과 접촉하는 면은 도금이 안된 면이 되고, 후도금면이 도금될 때 전도롤과 접촉하는 면은 선도금된 도금면이 된다.

일반적으로 강판이 전도롤을 감고 돌 때 강판에 묻어 있는 미소한 이물질이나 도금용액중에 존재하는 침전물들이 회전하는 전도롤에 묻어서 강판과 접촉하게 되면 강판에 얼룩이 발생하게 되므로 이를 방지하기 위하여 전도롤의 상부에서 용액을 뿌려서 씻어 준다.

상부에서 뿌려 주는 용액은 강판의 전도롤과 접촉하는 면에 따라서 달라지게 된다.

즉, 강판의 도금이 안된 면이 전도롤과 접촉할 때에는 여과된 도금용액을 뿌려 줌으로써 강판과 전도롤간의 전도성을 향상시켜 주도록 하고 있다. 그러나, 도금된 면이 전도롤과 접촉할 때 도금용액을 뿌려 주게 되면 도금용액이 강판에 묻어 있는 상태로 한쪽 면의 도금이 완료될 때까지 장시간 동안(통상 1~2시간) 여러개의 도금조를 통과한 후 수세공정에서 세척되기 때문에 PH가 약 2~5정도의 산성인 도금용액에 의해서 선도금면이 에칭이 되어 흑색화하고, 심한 경우 도금층의 재용해가 일어나게 된다.

따라서, 강판의 양면도금시 그 선도금면이 전도롤과 접촉할 때에는 전도롤과 강판의 세척을 위해서 전도롤 상부에서 물을 뿌려 주게 된다.

그러나, 전도롤 상부에서 뿌려 준 물은 회전하는 전도롤에 묻어서 전도롤의 표면에 수막을 형성하고, 이 수막은 전도롤과 강판의 접촉을 부분적으로 방해하게 되어 접촉된 부분에 순간적으로 큰 전류가 집중하여 아아크스폿을 유발한다.

따라서, 아아크스폿은 통상 강판의 양면도금시 선도금면이 전도롤과 접촉하게 되는 도금조에서 발생한다.

아아크스폿의 발생은 강판의 통판속도가 빠르면 전도롤의 회전속도가 증가하여 수막을 형성하는 정도가 심해지고 또한 통전량이 증가함으로써 아아크스폿도 심해진다.

따라서 아아크스폿이 발생하게 되면 강판의 통판속도를 늦추고 단위시간당 통전량을 줄여 대처하여야 함으로써, 결국 생산성이 현저히 떨어지는 결과를 초래하게 된다.

아아크스폿이 발생하면 강판이 부분적으로 용해되어 구멍이 뚫리게 되며, 심하면 강판이 절단되기도 한다.

또한, 아아크에 의해 용해된 강판이 전도롤에 융착되어 볼록하게 되고, 이 부위가 강판에 닿게 되면 또 아아크스폿이 발생된다.

종래에는 각 도금조당 하나씩의 노즐을 설치하여 전도롤의 상부에서 뿌려 주는 용액을 물보다 전도성이 좋은 염산이나 염화칼륨 등을 소량 용해시킨 수용액을 뿌려 주는 방법을 사용하였다. 그러나, 이 방법의 경우 염산이나 염의 농도가 낮을 경우에는 용액의 전기전도도를 약간 상승시켜서 아아크스폿을 약간 감소시킬 수 있으나, 농도가 높을 경우 도금용액과 마찬가지로 도금층을 에칭시켜 얼룩을 유발하고 또한 심할 경우 도금층을 재용해시키게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 강판과 전도롤간의 접촉저항을 감소시켜 아아크스폿을 방지하고 전도롤 상부에서 뿌려 주는 용액에 의해서 강판 도금층이 에칭손상되는 문제점을 동시에 해결하기 위하여 강판가 전도롤의 접촉이 시작되는 쪽과 강판이 전도롤과 분리되는 쪽에 각각 노즐을 설치하고, 접촉이 시작되는 쪽의 노즐을 통해서는 여과된 도금용액이나 염산, 염화칼륨, 염화나트륨 등을 물에 용해시킨 수용액을 전도롤에 분사하여 각종 오염물질을 세척함과 동시에 전도롤과 강판 사이의 전도성을 향상시켜 아아크스폿을 방지하고, 강판이 전도롤로부터 분리되는 쪽에는 물을 분사하여 강판에 묻은 도금용액이나 염화물을 용해시킨 수용액을 세척하여 줌으로써 강판 도금층이 에칭손상되는 것을 방지할 수 있는 방법을 제공한다.

즉, 본 발명은 레이디얼형 전기도금설비로 전기도금강판을 제조하는데 있어서, 강판과 전도롤의 접촉이 시작되는 쪽과 강판이 전도롤로 분리되는 쪽에 각각 노즐을 설치하고 접촉이 시작되는 쪽의 노즐을 통해서는 여과된 도금용액이나 염산, 염화칼륨, 염화나트륨 등을 물에 용해시킨 수용액을 전도롤에 분사하여 각종 오염물질을 세척함과 동시에 전도롤과 강판 사이에 전도성을 향상시켜 아아크스폿을 방지하고, 강판이 전도롤로부터 분리되는 쪽의 노즐을 통해서 물을 분사하여 강판에 묻은 도금용액이나 염화물을 용해시킨 수용액을 세척하여 줌으로써 강판 도금층이 에칭 손상되는 것을 방지할 수 있는 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 제2도를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

제2도에 나타난 바와 같이 레이디얼형 전기도금설비로 강판을 도금하는 공정에서는 일반적으로 강판(1)이 여러개의 도금조(11)를 통과하면서 각 도금조에서 마다 일정한 비율만큼씩 도금이 된 후 모든 도금조를 통과하면 최종목표량의 도금이 완료되도록 되어 있다.

각 도금조(11)에는 도금시 도금용액(15)에 잠기어 있는 양극(12)과 통전해줄 수 있는 전도롤(2)과 강판의 진행방향을 바꾸어 주는 디플렉터롤(10)이 있으며, 강판(1)은 전도롤(2)의 외면 하반부에 감겨 있는 상태로 도금용액(15)에 잠기어 도금이 된 후 도금용액(15)밖으로 나와 디플렉터롤(10)에 의해 강판 진행방향이 바뀌게 되며, 이와 같은 과정이 도금조(11)의 갯수만큼 반복된 후 한쪽 면의 도금이 완료된 후 다시 반대면의 도금이 시작된다.

반대면의 도금시 전도롤과 접촉하는 강판 면은 선도금에 의해 도금된 도금면이 접촉하게 된다.

이와 같이 강판(1)이 각 도금조(11)에 있는 전도롤(2)의 외면 하반부에 감겨 있는 상태로 도금용액에 잠겨 있는 부분은 음극이 되어 통전됨으로써 도금이 된다.

각 전도롤(2) 상부에서는 강판(1)과 전도롤(2)의 오염을 방지하기 위하여 분사노즐을 통해서 용액을 뿌려 준다.

상부에서 뿌려주는 용액은 강판(1)의 전도롤(2)과 접촉하는 면이 도금이 안된면일 경우 도금용액을 뿌려 주고, 강판(1)의 선도금된 도금면이 전도롤(2)과 접촉하는 경우에는 도금층이 에칭손상을 방지하기 위해서 물을 뿌려 준다.

그러나, 물을 뿌려 줄 경우 이 물이 전도롤(2)과 강판(1)사이에 수막을 형성하여 부분적으로 전류의 흐름을 방해하게 되고, 따라서 국부적으로 큰 전류가 흐르게 되어 아아크스폿이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 각 도금조(11)마다 강판(1)과 전도롤(2)의 접촉이 시작되는 쪽에 전도성 용액의 분사노즐(13)을 설치하여 이 노즐을 통해 전도성이 물에 비해 훨씬 우수한 여과된 도금용액이나 염산, 염화칼륨, 염화나트륨 등을 물에 용해시킨 수용액을 전도롤에 분사하여 각종 오염물질을 세척함과 동시에 전도롤과 강판사이의 전도성을 향상시켜 아아크스폿을 방지하고, 강판이 전도롤로부터 분리되는 쪽에는 물 분사노즐(14)을 설치하여 물을 분사함으로써 강판에 묻은 도금용액이나 염화물을 용해시킨 수용액을 세척하여 줌으로써 강판의 도금층이 에칭손상되는 것을 방지할 수 있도록 하였다.

전도성 용액 분사노즐(13)의 형태 및 분사각은 특별히 제한할 필요는 없으나 전도롤(2)의 전폭에 걸쳐 고루 분사될 수 있으면 충분하고, 물 분사노즐(14)은 강판(1)이 전도롤(2)에서 분리되는 쪽의 상부에서 강판(1)에 물이 직접 분사되도록 설치하면 세척효과가 우수하다. 또한, 전도성 용액 분사노즐(13)을 통해서 분사되는 용액으로는 여과된 도금용액을 그대로 사용하거나, 염산 0.5-3.5wt%, 염화칼륨 3-40wt%, 염화암모늄 3-40wt%, 염화나트륨 5-40wt% 등의 수용액을 사용하고, 물 분사노즐(14)을 통해서는 전도롤을 통과한 강판(1)에 대해 물을 분사하여 수세하므로서 용액이 의한 도금층의 에칭손상을 방지한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기 표1에서와 같이 아연-철 합금 전기도금강판 제조시 통상적으로 사용되는 도금용액 및 도금조건에서 통전량을 증가시키면서 도금을 실시한 후 아아크스폿 발생유무를 조사하여 하기 표2에 나타내었다.

상기 표2에 나타난 바와 같이, 전도성 용액 분사노즐(13)을 통해 여과된 도금용액이나 염산 0.5-3.5wt%, 염화칼륨 3-4wt%, 염화암모늄 3-40wt%, 염화나트륨 5-40wt% 등의 수용액을 분사하고 물 분사노즐(14)을 통해서는 전도롤(2)을 통과한 강판(1)에 물을 분사한 발명예(1-23)의 경우에는 통전량을 18.5-26.8KA/도금조 까지 증가시켜도 아아크스폿이 발생하지 않았으며, 강판의 에칭에 의한 변색도 없거나 희미하였다.

한편, 비교예(1)은 전도성 용액 분사노즐(13)을 통해서 도금용액을 분사하고 물 분사노즐(14)에서 물을 분사하지 않은 경우로서, 한계통전량은 발명예(1)가 비슷하나 도금용액에 의해 강판이 에칭되어 표면변색이 심하였으며, 비교예(2, 3)의 경우에는 표면변색은 없으나 한계통전량이 도금조당 13.2-13.4KA로서 고속저업이 불가능하며, 비교예(4, 6, 8 및 10)는 각각 염산 0.3wt%, 염화칼륨 2wt%, 염화암모늄 2wt% 및 염화나트륨 3wt%를 물에 용해시킨 수용액을 전도성 용액 분사노즐(13)을 통해 분사한 후 물 분사노즐(14)에서 물을 분사하여 수세한 경우로서 강판의 변색은 없으나 한계통전량이 도금조당 14.9-15.8KA정도로 아아크스폿 방지효과가 미약하였다. 또한, 비교예(5, 7, 9 및 11)는 각각 염산 4wt%를 물에 용해시킨 수용액을 전도성 용액 분사노즐(13)을 통해 분사한 후 물 분사노즐(14)에서 물을 분사하여 수세한 경우로서 아아크스폿 방지효과는 우수하였지만 강판의 표면 변색을 심하게 유발하였다.

상술한 바와 같이 본 발명은 각 도금조(11)마다 강판(1)의 전도롤(2)의 접촉이 시작되는 쪽에 전도성 용액 분사노즐(13)을 설치하여 이 노즐을 통해 전도성이 물에 비해 훨씬 우수한 여과된 도금용액이나 염산, 염화칼륨, 염화나트륨 등을 물에 용해시킨 수용액을 전도롤(2)에 분사하여 각종 오염물질을 세척함과 동시에 전도롤(2)과 강판(1) 사이의 전도성을 향성시켜 아아크스폿을 방지하고, 강판(1)이 전도롤(2)로부터 분리되는 쪽에는 물 분사노즐(14)을 설치하여 물을 분사함으로써 강판(1)에 묻은 도금용액이나 염화물을 용해시킨 수용액을 세척하여 줌으로써 강판 도금면이 에칭손상되는 걱을 방지하는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 레이디얼형 전기도금설비로 전기도금강판을 제조하는데 있어서, 각 도금조(11) 마다 강판(1)과 전도롤(2)의 접촉이 시작되는 쪽에 전도성 용액 분사노즐(13)을 설치하여 이 노즐을 통해 여과된 도금용액이나 물보다 전도성이 우수한 염산 0.5-3.5wt%, 염화칼륨 3-40wt%, 염화암모늄 3-40wt% 또는 염화나트륨 4-50wt% 수용액을 전도롤(2)에 뿌려 주고, 전도롤(2)과 강판(1)이 분리되는 쪽에는 물 분사노즐(14)을 설치하여 이 노즐을 통해 물을 강판(1)에 분사하여 수세하는 것을 특징으로 하는 레이디얼형 전기도금공정에서 아아크스폿 방지방법.