KR102532620B1

KR102532620B1 - 코일 강판의 고효율 도금장치

Info

Publication number: KR102532620B1
Application number: KR1020230003333A
Authority: KR
Inventors: 이종형; 채희숙; 이성준; 이성훈
Original assignee: 에이티엑스 주식회사
Priority date: 2023-01-10
Filing date: 2023-01-10
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2043-01-10
Also published as: KR102535568B1; WO2024151048A1; KR102535569B1; KR102535570B1

Abstract

본 발명은 코일 강판의 고효율 도금장치에 관한 것으로써, 전해액이 채워지는 도금 탱크(100); 일측 롤(210)에서 타측 롤(220)을 향하여 도금 탱크(100)의 전해액에 잠겨서 통과되며, 정류기(300)의 '-극'에 접속되어 '-극'이 통전되는 코일 강판(200); 상기 전해액에 잠긴 코일 강판(200)의 표면과 저면에 놓이도록 도금 탱크(100)의 전해액 속에 대향 설치되며, 내부에는 동판으로 된 전극층(410)이 구비되고, 동 재질의 전극층(410) 외표면에는 다수의 전극 장착부(430)가 서로 대향되어 구비되도록 티타늄층(420)이 씌워지는 상,하부 전극베이스판(400a)(400b); 일단은 상,하부 전극베이스판(400a)(400b)의 티타늄층(420) 속에서 동 재질의 전극층(410)과 접촉되는 동 재질의 접속부(510)가 구비되고, 타단은 정류기(300)의 '+극'에 접속되어 동 재질의 전극층(410)에 '+극'을 통전시키는 동 재질의 수중 부스바(500a)(500b);와, 상기 상,하부 전극베이스판(400a)(400b)의 전극 장착부(430) 마다 설치되며, 동 재질의 전극층(410)를 통해 '+극'이 통전되는 전극(450);으로 구성되어 도금에 필요한 전기량이 충분히 공급되게 함으로써 도금 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

코일 강판의 고효율 도금장치{High Efficiency Plating Device for Coil Steel Plates}

본 발명은 코일 강판의 고효율 도금장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 수중 부스바를 통해 전극에 공급되는 전기량을 최대한 많게 하여 피도금체인 코일 강판의 외표면에 도금물질이 보다 빠르게 최적의 상태로 고효율 도금될 수 있도록 함으로서 도금 품질을 높이고 도금 작업량을 증대시킬 수 있는 코일 강판의 고효율 도금장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용하는 전통적 전기 도금 방식은 코일 강판에 음극의 전류를 통과시키면서 전기 도금을 하는 방식이다.

즉, 티타늄으로 제작된 바스켓 안에 니켈,아연,주석 등의 도금 물질을 넣고 양극의 전류를 통과시키면 상기 도금 물질은 전해되어 도금액을 이루게 되며, 이러한 도금액 속으로 음극의 전류가 통전된 코일 강판을 통과시키면 전해된 도금 물질이 전류를 따라 이동하여 피도금체인 코일 강판의 외표면에 부착되고, 음극 전류는 도금 강판을 통해 빠져 나가는 방식이다.

이러한 전기 도금 방식은 티타늄 바스켓 외부에 여과포를 씌워서 아연, 주석 등의 도금 물질이 전해되어 나올 때 여과포에 의해 입자가 적은 것은 그대로 통과되고, 입자가 큰 것은 통과되지 못하도록 한 상태에서, 여과포를 통과한 작은 입자들만이 강판에 부착되게 하는 방식이다.

하지만 이러한 전기 도금 방식은 도금 물질의 전해 속도에 따라 도금의 속도 및 도금 품질을 결정할 수 있기에 도금의 속도를 올리는데 한계가 있어 도금 생산성이 상당히 떨어진다고 할 수 있다.

이를 개선하기 위해 니켈,아연,주석과 같은 도금 물질을 액속에 녹여 전해시키는 바스켓을 사용하지 않게 되었으며, 전기 도금이란 양극과 음극의 존재로 도금이 이루어지는 방식이므로 새로운 대체 양극 역할이 필요함에도 불구하고 대부분의 일반 금속은 양극에서 전해되는 특징으로 인해 사용에 한계가 있어서 전해되지 않는 티타늄 재질의 베이스판을 사용하고 있다.

강판 도금장치의 선행기술로는 아래 선행기술문헌의 특허문헌 1에 개시된 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1373167호(2014.03.13.공고) 강판 도금장치 및 강판 도금방법이 있다.

특허문헌 1은 강판도금장치의 내부에 수평으로 구비된 상부 아노드와 하부 아노드의 아노드전극 사이로 강판을 통과시키면서 강판에 전류를 인가하여 내부의 도금 용액이 도금되게 하는 수평셀이 구비된 도금장치이다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1373167호(2014.03.13.공고) 강판 도금장치 및 강판 도금방법

티타늄은 종래의 도금장치에서 바스켓으로 사용되었던 재질이므로 전극용 베이스판으로 형성하더라도 양극에 전해되지 않는 특징으로 갖고 있으며, 티타늄 재질의 베이스판 표면에 Ti02산화막이 자동적으로 형성되어 세라믹 특성을 갖게 되므로 전극용 베이스판으로는 최적이라고 할 수 있다.

이에 티타늄 재질의 전극용 베이스판에 이리듐 백금 전극을 다수 설치하여 전해 물질의 반응을 촉진하게 되었지만, 이러한 경우 동(銅)의 통전량을 100이라고 했을 때 티타늄 재질 베이스판의 통전량은 약 3% 정도밖에 전기가 흐르지 않으므로 전기 에너지가 티타늄 소재의 저항을 만나 열에너지로 전환되는 상황이 발생되며, 전해액에 원하는 전기를 100% 보내려면 과도한 전기를 티타늄 소재의 베이스판에 인가시켜야 하는 낭비가 발생된다.

이에 본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 전극이 설치되는 전극 베이스판을 구성할 때 전해액에 원하는 전기량을 100% 보낼 수 있는 구성으로 형성하여 도금 속도가 향상되고 도금 품질이 향상될 수 있는 코일 강판의 고효율 도금장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 표면에 다수의 전극을 설치하거나 수리 등을 위해 보수 작업을 할 때 전극용 베이스판의 티타늄층 내부에 설치되는 동 재질의 전극층이 손상됨을 줄일 수 있는 코일 강판의 고효율 도금장치를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명은 상기의 목적 달성을 위하여, 도금 물질의 전해액이 일정 수위로 채워지는 도금 탱크; 롤 상태에서 풀려 도금 탱크의 전해액을 통과한 후 롤 상태로 감기며, '-극'이 통전되는 코일 강판; 상기 코일 강판의 표면과 저면에 놓이도록 도금 탱크의 전해액 속에 대향 설치되며, 내부의 동판으로 된 전극층 외표면에 다수의 전극 장착부가 서로 대향되어 구비되도록 티타늄층이 씌워져 형성된 상,하부 전극베이스판; 일단은 전극층과 접촉되는 접속부가 구비되고, 타단은 정류기의 '+극'에 접속되어 전극층에 '+극'을 통전시키는 수중 부스바; 상기 전극 장착부 마다 설치되며, 동 재질의 전극층를 통해 '+극'이 통전되는 전극;으로 구성된 코일 강판의 고효율 도금장치를 특징으로 한다.

그리고 상,하부 전극베이스판은 동판 재질의 전극층 외표면에 티타늄층이 폭착 클래드 + 롤 압연 클래드 방식으로 피복 제작되는 것이고, 수중 부스바는 동 재질로 형성하되 외표면에 티타늄층을 피복하여 전해액 속에서 전극층과 수중 부스바가 보호되게 함이 바람직하다.

그리고 티타늄층의 전극 장착부가 있는 면은 다른 면보다 두꺼운 두께로 형성되고, 사방의 체결홀 마다 환봉 가공하여 만든 티타늄 재질의 너트를 결합 설치하여 전극 설치 시에 동판 재질의 전극층이 손상되거나 용해되지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명은 티타늄층이 피복된 수중 부스바 및 전극층을 통해 이리듐 백금족 계열의 전극에 최대한 많은 량의 '+극' 전기가 공급되게 할 수 있어 전해액에 원하는 전기량을 100% 보낼 수 있으며, 이에 의해 피도금체인 코일 강판의 외표면에 도금물질이 보다 빠르게 최적의 상태로 도금될 수 있으므로 고품질의 도금 강판을 제공할 수 있는 효과가 있다.

그리고 티타늄층의 전극 장착부에 전극을 설치하거나 보수 작업을 할 때 전극 장착부의 체결 부위에 결합되는 티타늄 재질의 너트를 이용하여 전극을 설치하므로 전극의 설치 시에 동 재질의 전극층이 손상될 우려가 없고, 전극층이 외부로 노출되지 않아 전해액에 전해될 우려가 없으므로 내구성을 높일 수 있는 것이다.

도 1 은 본 발명이 실시된 코일 강판의 고효율 도금장치 구조를 일 례로 보인 일부 측단면도
도 2 는 본 발명의 전극 베이스판 구조와 전극이 분리된 상태를 보인 일부 사시도
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 전극 베이스판에 너트와 전극이 분리된 상태와 결합된 상태를 보인 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 코일 강판의 고효율 도금장치 기술을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 은 본 발명이 실시된 코일 강판의 고효율 도금장치 구조를 일 례로 보인 일부 측단면도이고, 도 2 는 본 발명의 전극 베이스판 구조와 전극이 분리된 상태를 보인 일부 사시도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 전극 베이스판에 너트(440)와 전극이 분리된 상태와 결합된 상태를 보인 도면이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 코일 강판의 고효율 도금장치는 도금 탱크(100), 코일 강판(200), 상부 전극베이스판(400a), 하부 전극베이스판(400b), 수중 부스바(500a)(500b), 전극(450)으로 구성된다.

상기 도금 탱크(100)는 도금 물질이 전해된 전해액이 일정 량 채워져 있다.

상기 코일 강판(200)은 롤 상태로 감겨있으며, 일측에 설치된 롤(210)에서 풀리는 코일 강판(200) 부위가 도금 탱크(100)의 전해액 속에 잠겨서 통과된 다음 타측 롤(220)에 감기는 형태로 설치되며, 정류기(300)의 '-극'에 접속되어 도금 탱크(100)를 통과하는 코일 강판(200)에는 '-극'이 통전된다.

상기 상,하부 전극베이스판(400a)(400b)은 상기 전해액에 잠겨 통과되는 코일 강판(200)의 표면과 저면에 소정 간격 이격되어 놓이도록 도금 탱크(100)의 전해액 속에 대향되어 설치된다.

여기서 상,하부 전극베이스판(400a)(400b)은 내부에 동 재질의 전극층(410)이 구비되고, 전극층(410)의 외표면에는 다수의 전극 장착부(430)가 서로 대향되어 구비되도록 티타늄층(420)이 씌워지는 형태로 만들어진다.

그리고 상기 전극 장착부(430)를 도 1에서는 가로방향의 4열로 도시하였고, 도 2에서는 가로 3열 × 세로 2열로 도시하였으나, 가로 및 세로의 열은 롤에서 풀리는 코일 강판의 폭에 따라 다양한 열로 만들어질 수 있다.

상기 수중 부스바(500a)(500b)는 동 재질로 형성되되 상,하부 전극베이스판(400a)(400b)의 티타늄층(420) 속에서 동 재질의 전극층(410)과 폭넓게 접촉되도록 티(Ti)볼트로 전극층(410)에 볼팅 고정하여 결착되는 동 재질의 접속부(510)가 일단에 판상으로 구비되고, 타단은 정류기(300)의 '+극'과 접속되어 동 재질의 전극층(410)에 '+극'을 통전시켜 준다.

여기서 상기 티볼트로 동 재질의 접속부(510)를 동 재질의 전극층(410)에 볼팅 고정한 후에는 티볼트의 머리부분을 용접하여 동 전해됨이 예방되도록 함이 바람직하다.

상기 전극(450)은 상,하부 전극베이스판(400a)(400b)의 전극 장착부(430)에 탈착 가능하게 설치되며, 동 재질의 전극층(410)를 통해 '+극'이 통전되므로 전해 물질의 반응을 촉진시켜 준다.

여기서 상,하부 전극베이스판(400a)(400b)은 동 재질의 전극층(410) 외표면에 티타늄층(420)이 폭착 클래드 + 롤 압연 클래드 방식으로 피복되어 제작됨이 바람직하며, 수중 부스바(500a)(500b) 또한 동 재질로 형성되되 외표면에 티타늄층(520)이 피복되어야 한다.

상기와 같이 동 재질의 수중 부스바(500a)(500b)는 일단에 판상으로 구비된 동 재질의 접속부(510)를 통해 동 재질의 전극층(410)과 직접 폭넓게 접속되기 때문에 전극층(410)으로의 '+극'통전율은 최대한 증대될 수 있으며, 이러한 전극층(410)과 전극(450)을 통해 전해액에 원하는 전기량을 100% 보내어 전해 물질의 반응을 효율적으로 촉진시켜 주므로 고효율의 촉매 반응 생성이 가능하여 코일 강판(200)에 고품질의 도금이 보다 신속하게 이루어질 수 있다.

그리고 동 재질의 전극층(410)과 수중 부스바(500a)(500b)의 외표면에는 전해액과 접촉 시 표면에 TiO2 산화막이 자동 생성되어 세라믹 특성을 갖게되는 티타늄층(420)(520)이 각각 피복되어 있어서 전해액 속에서 동 재질의 전극층(410) 및 수중 부스바(500a)(500b)가 전연 노출되지 않는 상태이므로 전해액에 의해 동 재질의 전극층(410)과 수중 부스바(500a)(500b)가 전해되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.

여기서 상기 상,하부 전극베이스판(400a)(400b)의 티타늄층(420)은 전극 장착부(430)가 있는 면을 다른 면보다 두꺼운 두께로 형성함이 바람직하지만 다른 면과 동일 내지 비슷한 두께로 형성하여도 무방하다.

단지, 전극 장착부(430)가 구비되는 면의 사방에 체결홀(421)을 형성하고 각 체결홀(421) 마다 환봉 가공하여 만든 티타늄 재질의 너트(440)를 결합 설치할 때 상기 체결홀(421)을 티타늄층(420)의 두께 범위 내에 형성하여 체결된 너트(440)와 전극층(410) 사이에 티타늄층(420)이 있도록 하면 된다.

그러면 너트(440)에 체결되는 볼트의 하단이 전극층(410)에 직접 접촉되지 않으므로 너트(440)에 체결되는 볼트(441)로 전극(450) 고정 시에 동 재질의 전극층(410)이 볼트(441)에 의해 손상되거나 외부로 노출될 우려가 없어 전극층(410)을 전해액으로부터 안전하게 보호할 수 있는 등 전극층의 내구성을 최대한 향상시킬 수 있다.

그리고 상기 전극(450)은 전해액의 촉매반응이 양호한 이리듐 백금족 계열의 전극이며, 티타늄층(420)의 전극 장착부(430)는 격자형 홈부(422)에 의해 서로 소정 간격 이격되어 다수의 전극(450)이 서로 이격된 상태로 설치함이 바람직하다.

그러면 '+극'의 통전율이 여러 곳의 이격된 전극(450)을 통해 극대화될 수 있으므로 전해 물질의 반응이 효율적으로 촉진되며, 이와 같이 생성되는 고효율의 촉매 반응에 의해 코일 강판(200)에는 고품질의 도금이 보다 신속하게 이루어지게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다.

100 : 도금 탱크 200 : 코일 강판
210,220 : 롤 300 : 정류기
400a,400b: 상,하부 전극베이스판 410 : 동 재질의 전극층
420, 520: 티타늄층 421 : 체결홀
422 : 홈부 430 : 전극 장착부
440 : 너트 441 : 볼트
450 : 전극 500a,500b: 수중 부스바
510 : 동 재질의 접속부

Claims

도금 물질이 전해된 전해액이 일정 량 채워지는 도금 탱크(100);
일측 롤(210)에서 풀려서 타측 롤(220)에 감기는 동안 도금 탱크(100)의 전해액에 잠겨서 통과되며, 정류기(300)의 '-극'에 접속되어 '-극'이 통전되는 코일 강판(200);
전해액에 잠겨 통과되는 코일 강판(200)의 표면과 저면에 이격되어 놓이도록 도금 탱크(100)의 전해액 속에 대향 설치되며, 내부에는 동 재질의 전극층(410)이 구비되고, 전극층(410)의 외표면에는 다수의 전극 장착부(430)가 서로 대향되어 구비되도록 티타늄층(420)이 피복되는 상,하부 전극베이스판(400a)(400b);
일단은 상,하부 전극베이스판(400a)(400b)의 티타늄층(420) 속에서 동 재질의 전극층(410)과 볼팅되어 접촉되는 동 재질의 접속부(510)가 판상으로 구비되고, 타단은 정류기(300)의 '+극'에 접속되어 동 재질의 전극층(410)에 '+극'을 통전시키는 수중 부스바(500a)(500b);
상기 상,하부 전극베이스판(400a)(400b)의 전극 장착부(430) 마다 설치되며, 동 재질의 전극층(410)를 통해 '+극'이 통전되는 이리듐 백금족 계열의 전극(450);
으로 구성되어 도금에 필요한 전기의 충분한 공급으로 도금 효율을 높일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 코일 강판의 고효율 도금장치.
◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 1 항에 있어서,
상,하부 전극베이스판(400a)(400b)을 구성하는 동 재질의 전극층(410)과 외표면의 티타늄층(420)은 폭착 클래드 방식으로 피복 제작되는 것이고
수중 부스바(500a)(500b)는 동 재질로 형성하되 외표면에 티타늄층(520)을 피복하여
동 재질의 전극층(410)의 '+극' 통전율은 증대되고, 전해액 속에서 동 재질의 전극층(410)과 수중 부스바(500a)(500b)가 전해되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 코일 강판의 고효율 도금장치.
◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 1 항에 있어서,
티타늄층(420)의 전극 장착부(430)가 구비되는 면의 사방에 체결홀(421)을 형성할 때 티타늄층(420)의 두께 내에 체결홀(421)이 구비되게 하고,
상기 체결홀(421)에 환봉으로 가공된 티타늄 재질의 너트(440)를 체결하여
전극(450)을 전극 장착부(430)의 너트(440)에 볼팅 고정 시 동 재질의 전극층(410)이 손상되거나 외부로 노출되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 코일 강판의 고효율 도금장치.
◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 1 항에 있어서,
전극(450)은 전해액의 촉매반응이 양호한 이리듐 백금족 계열의 전극이며,
티타늄층(420)의 전극 장착부(430)는 격자형 홈부(422)에 의해 서로 소정 간격 이격되어 다수의 전극(450)이 서로 이격된 상태로 설치되도록 한 것을 특징으로 하는 코일 강판의 고효율 도금장치.