KR20160149226A

KR20160149226A - 금속 부품을 산세하고 인산염 처리하기 위한 처리 장치 및 처리 방법

Info

Publication number: KR20160149226A
Application number: KR1020167032136A
Authority: KR
Inventors: 요아킴 쇤베르크
Original assignee: 리오 페어발퉁스 아게
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-12-27
Also published as: DE102015005521B4; JP2017514997A; CN106460185A; EP3137651B1; RU2016146713A3; WO2015165600A1; CA2947370A1; EP3137651A1; RU2691443C2; DE102015005521A1; BR112016025403A2; US20170051414A1; CN106460185B; US10513784B2; MX2016014200A; RU2016146713A; CL2016002754A1

Abstract

본 발명은 금속으로 된 처리 대상물(2)을 단일 단계로 처리하기 위한 처리 장치(1)에 관한 것이다. 처리는 적어도, 처리 대상물을 산세(pickling)하고 인산염 처리하는 단계를 갖는다. 처리 장치(1)는 적어도 다음과 같은 장치, 즉 처리 대상물(2)과 유동성 처리 물질(6)을 수용하기 위한 처리 용기(4); 및 처리 물질(6)의 적어도 일 부분을 교환하기 위한 펌프 장치(10)를 포함한다. 처리 물질(6)은 처리 대상물(2)의 적어도 일 부분, 특히 전체 처리 대상물(2) 주위로 흐른다. 처리 물질(6)은 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액, 특히 인산이다. 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액은 부분적으로 물과 또한 부분적으로 반응 물질로 이루어져 있고, 반응 물질은 인광물질 또는 인산염 및 추가적인 처리 효과 개선 물질로 이루어져 있다. 반응 물질 내의 인광물질 또는 인산염의 비율은 적어도 95% 이며, 반응 물질은 특히 염산(salt acid) 또는 황산 성분을 갖지 않는다.

Description

금속 부품을 산세하고 인산염 처리하기 위한 처리 장치 및 처리 방법{TREATMENT DEVICE AND TREATMENT METHOD FOR PICKLING AND PHOSPHATING METAL PARTS}

본 발명은 처리 대상물을 단일 단계로 처리하기 위한 청구항 1에 따른 처리 장치, 및 금속으로 된 처리 대상물을 적어도 산세하고 인산염 처리하기 위한 청구항 12에 따른 처리 방법에 관한 것이다.

대상물을 인산염 처리하기 위한 종래의 처리 시스템은 복수의 작업 단계, 특히 7개의 작업 단계를 필요로 하며, 또한 이를 위해 복수의 서로 다른 욕조(bath)를 가지고 있다. 여기서 상기 대상물은 먼저 제1 욕조 안에 배치되고, 그 제1 욕조 안에는 대상물을 탈지(degreasing)시키기 위한 제1 액체가 제공되어 있다. 탈지 후에, 대상물은 제1 욕조로부터 제2 욕조 안으로 전달되어야 한다. 제2 욕조 안에는 대상물을 헹구기 위한 헹굼액이 제공된다. 헹굼 후에, 대상물은 제3 욕조 안으로 전달된다. 제3 욕조는 염산(salt acid)/황산 혼합물로 채워져 있다. 염산/황산 처리 후에, 대상물을 헹구기 위해 그 처리 대상물은 각기 헹굼액으로 채워져 있는 2개의 추가적인 욕조에 연속적으로 전달된다. 추가로, 대상물은 마지막 헹굼 욕조 다음에 있는 부동태화(passivation) 욕조 안으로 전달된다. 부동태화 후에, 처리 대상물은 인산염 처리되어 다른 건조 위치로 전달된다. 이러한 시스템에서, 탈지 욕조와 처리 욕조 안에 있는 고독성의 환경적으로 유해한 화학 물질은 대략 6 내지 8 주의 생산 시간 후에 완전히 교체되어야 하며(왜냐하면 그러한 화학 물질은 이 기간 후에 사용되었기 때문에), 발생된 슬러지는 욕조로부터 제거되어야 한다. 이 결과, 시스템의 가동 중단이 일어나고 또한 교체 및 처리 비용이 높아지게 된다.

명백한 바와 같이, 종래 기술에 알려져 있는 상기 시스템은 6개의 서로 다른 욕조를 제공해야 하므로 한편으로 큰 공간을 필요로 하고 또한 다른 한편으로는 매우 많은 서로 다른 화학 물질을 다량으로 필요로 한다. 추가로, 대상물을 한 욕조로부터 다음 욕조로 전달할 때, 많은 시간이 걸리며, 대응하는 운반 시스템과 작업 인원이 필요하다. 또한, 예컨대 황산과 염산이 사용되기 때문에, 사용되는 화학 물질은 독성이 있고 환경적으로 유해하며, 그래서, 값비싼 안전 조치가 이루어져야 하는데, 그렇지 않으면, 작업자와 환경 및 통상적인 강 지지 구조물이 큰 위험을 받게 된다.

다른 목적은, 처리된 작업물 또는 처리 대상물의 수소 취화를 방지하는 것이다. 수소 취화는 일반적으로 금속 그리드에 침투하여 그 안에 매립되는 수소 때문에 생기며, 재료 피로를 야기할 수 있다. 수소가 참여하는 금속 처리 중에 원자 수소가 수소 부식을 통해 또는 몇몇 다른 화학 반응시에 금속 표면 상에 생기고 또한 금속 표면 상에서 비확산성 H₂분자로 결합하는 것 보다 더 빠르게 재료에 구속될 때, 수소 취화가 일어나게 된다. 여기서 수소의 일부는 금속 그리드에 매립되거나 결함부 또는 입계에 퇴적된다. 예컨대 인장 잔류 응력 또는 하중을 도입하여 각각의 대상물에 가해지는 응력에 따라, 재료 파손의 위험이 있게 된다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 대상물을 인산염 처리하기 위한 종래 기술에 알려져 있는 상기 처리 시스템의 적어도 하나의 단점, 바람직하게는 여러 개의 단점, 특히 바람직하게는 위에서 언급한 모든 단점을 없앨 수 있는, 본 발명에 따른 처리 장치와 본 발명에 따른 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 양태에서, 상기 목적은 금속으로 된 처리 대상물을 단일 단계로 처리하기 위한 처리 장치로 달성되는데, 상기 처리는 처리 대상물을 적어도 산세(pickling)하고 인산염 처리(phosphating)하는 것을 포함한다. 본 발명에 따른 처리 장치, 특히 욕조 시스템은 바람직하게는, 처리 대상물과 유동성 처리 물질을 수용하기 위한 처리 용기, 및 상기 처리 물질의 적어도 일 부분을 교환하기 위한 펌프 장치를 포함하며, 상기 처리 물질은 처리 대상물의 적어도 일 부분, 특히 전체 처리 대상물 주위로 흐르며, 상기 처리 물질은 인광물질(phosphate) 함유 또는 인산염 함유 용액, 특히 인산이며, 상기 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액은 부분적으로 물 및 부분적으로 반응 물질로 이루어져 있으며, 반응 물질은 인광물질 또는 인산염 및 추가적인 처리 효과 개선 물질로 이루어져 있고, 상기 반응 물질 내의 인광물질 또는 인산염의 비율은 적어도 95% (부피%)이고, 상기 반응 물질은 염산(salt acid)과 황산 성분을 갖지 않는다.

위와 같은 방안이 유리한데, 독성을 갖거나 환경적으로 유해한 화학 물질이 사용되지 않기 때문이다. 추가로, 본 발명에 따른 처리 장치는 사용된 화학 물질이 연속적으로 정화되는 시스템 설계를 가지므로, 처리 물질이 6 ∼ 8 주 마다 교환 및 처분될 필요가 없다. 증발 및 이월(carryover)로 인한 처리 물질의 손실은, 물 및 반응 물질을 추가하여 보충될 수 있어, 1년 마다 처리 물질을 교환해야 하는 필요 횟수를 4회 미만의 교환 미만, 특히 2회 미만의 교환, 1회 미만의 교환으로 줄일 수 있다. 처리 물질은 바람직하게는, 그 처리 물질이 미리 정해진 농도의 용해된 철을 함유하고 있을 때에만 교환되는데, 바람직하게는, 용해된 철의 농도가 2%를 넘을 때에만 교환이 일어난다.

추가 이점은, 본 발명은 처리 대상물의 매우 용이한 처리를 가능하게 해준다는 것이다. 처리 대상물은 본질적으로 처리 물질 안으로 침지되기만 하면 되고, 처리 물질은 그의 효과를 발휘하게 되며, 그리고 처리 대상물이 욕조로부터 제거된 후에 건조된다. 특히, 극히 순수한 인광물질 또는 극히 순수한 인산염은 건조 후에 처리 대상물 상에 보호 층을 형성하여, 장기간 동안, 특히 몇 주 동안 처리 대상물을 파손으로부터 보호해 주는데, 이는 종래 기술에 따라 요구되는 부동태화(passivation) 및 이어지는 인산염 처리가 없이 일어나며, 특히 최종 보호 층은 종래 기술에 따른 인산염 처리에 비해 훨씬 우수하다. 이러한 방안이 더 유리한데, 왜냐하면, 처리 물질은 불연성이고, 이 처리 물질의 사용으로 MAK(maximum workplace concentration) 값이 초과되지 않으며, 또한 부식성 증기가 발생되지 않아 흡인이 필요치 않기 때문이다.

본 발명의 다른 이점은, 사용되는 처리 효과 개선 물질이 재료를 상당히 보존해 주고 또한 용접성을 악화시키지 않는다는 것이다.

또 다른 이점은, 본 발명 적용의 다양성과 관계가 있다. 예컨대, 본 발명은 경화 작업장에서 전처리 또는 후처리를 위해 사용될 수 있으며, 또는 알루미늄 상의 산화물 층을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 직류 전기를 사용하는 주물의 후처리 동안에 풍해(efflorescence)를 피할 수 있다. 따라서, 주조 스킨 제거 동안에 스패츌라(spatula)가 상당히 절감된다. 예컨대, 헹굼 및 중화가 필요 없이 유압 관 및 수송관을 건설 현장에서 단일의 작업으로 직접 더 산세할 수 있다.

처리 대상물에 대한 산세 및 인산염 처리 이외에, 본 발명에 따른 처리 장치는 바람직하게 또한 처리 대상물에 대한 탈지 및/또는 녹제거 및/또는 스케일 제거 및/또는 보존 및/또는 석회질 제거를 수행하는 것이 특히 바람직하다.

순전히 예를 들어, 처리 대상물로서 다음과 같은 부품, 즉 알루미늄 부품, 철 부품, 주철 부품, 와이어, 강 부품, 구리 부품 또는 합금 부품과 같은 금속 부품, 플라스틱 부품 또는 고무 부품 등과 같은 중합체 부품, 특히, 차량 프레임, 관, 기계 부품, 터보과급기 부품, 하우징, 자동차 부품, 유압 부품, 주강 부품, 및 터빈 부품이 바람직하게 처리될 수 있다.

본 발명의 주제로부터 달리 알 수 없으면, 본 발명에서 나타나 있는 %는 부피% 이다. 추가로, 본 발명의 주제로부터 달리 알 수 없으면, 본 발명에서 나타나 있는 % 및 나타나 있는 온도(℃)는 주변 압력 또는 통상적인 압력에 관계된 것임을 언급해 두며, 이에 추가적으로, ℃의 표시는 따라서 켈빈(Kelvin)에도 해당될 수 있다. 그러나, 물리적 단위와 관련된 본 발명의 데이타는 본 발명의 전체적인 개시 내용 면에서 전문가에게 더 설명될 필요는 없는데, 하지만, 물리적 파라미터가 수정된다면, 그에 따라 다른 물리적 변수의 결과적인 변화가 조절됨(그 과정에서 본 발명의 보호 범위에서 벗어남이 없이)은 전문가에게 명백하다.

본 발명의 유리한 실시 형태는 종속 청구항에서 알 수 있는데, 상기 처리 용기 안에 유지될 수 있는 처리 물질의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 장치가 제공되어 있고, 이 온도 제어 장치는 처리 물질의 온도를 규정가능하게 설정하기 위해 사용될 수 있다.

처리 물질의 바람직한 온도는, 바람직하게는 0℃ 보다 높고, 특히 5℃ 이상이며, 10℃ 이상이고, 15℃ 이상이며, 17℃ 이상이고, 20℃ 이상이며, 25℃ 이상이고, 30℃ 이상이며, 35℃ 이상이고, 37℃ 이상이며, 40℃ 이상이고, 바람직하게는 20℃ 내지 60℃ 이고, 특히 바람직하게는 30℃ 내지 50℃ 이다. 처리 물질의 온도에 대한 제어가 바람직하게는 그 처리 물질을 가열하는 형태이지만, 온도 제어는 냉각을 포함할 수도 있다. 온도 제어 장치를 사용하여 가끔 처리 물질을 가열하고 또한 가끔 냉각하는 것도 가능하다. 온도 제어 장치는 바람직하게는 전기 가열기, 전기 냉각기 및/또는 열교환기 시스템으로 설계된다. 작업 순서는 처리 물질의 온도의 함수로 제어될 수 있다. 순전히 예들 들어, 녹의 탈지 중에 가속 인자는 20:20Cx6일 수 있다. 이는 처리 대상물이 20℃에서 2 시간 동안 또는 40℃에서 20 분 동안 처리되는 중에 녹슬지 않게 만들어질 수 있음을 의미한다.

특히 바람직한 작업 온도 범위는 35℃ 내지 45℃이고, 이 온도 범위가 유리한데, 왜냐하면, 부식성 또는 유해한 증기가 발생되지 않아 흡인이 필요치 않기 때문이다. 그러나, 예컨대, 작업 공간이 극히 낮거나 작업 공간이 환기될 수 없는 경우에는 흡인을 제공할 수 있다.

인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액은 바람직하게는, 석회질이 완전히 제거된 물(fully decalcified water) 및 반응 물질로 이루어져 있고, 석회질이 완전히 제거된 물 비율에 대한 반응 물질의 비율은 1:4 내지 1:7이며, 반응 물질이 고체 상태로 존재하는 경우, 석회질이 완전히 제거된 물 비율에 대한 반응 물질의 비율은 바람직하게는 1:6이고, 또는 반응 물질이 액체 상태로 존재하는 경우에, 석회질이 완전히 제거된 물 비율에 대한 반응 물질의 비율은 바람직하게는 1:5이다.

본 발명의 다른 유리한 실시 형태에서, 상기 반응 물질은 불소, 염소, 브롬, 요오드, 납, 수은 및 셀레늄을 더 갖지 않으며, 그래서 본 발명에 따른 장치는 해롭거나 환경적으로 유해한 어떤 재료나 물질도 없이 작동하게 된다.

펌프 장치는 바람직하게는 순환 펌프로 설계되어 있고, 바람직하게는 처리 용기 내의 처리 물질을 순환시킨다. 그러나, 댐 유동(dam flow)을 발생시키기 위한 펌프 장치를 제공하는 것도 대안적으로 또는 추가적으로 가능하다. 그 펌프 장치는 바람직하게 하나 이상의 노즐과 연결되어 있고, 특히 욕조 순환을 위해 처리 물질이 상기 노즐을 통해 특히 처리 용기 안으로 분배된다.

처리 용기는 바람직하게는 원하는 어떤 크기로도 만들어질 수 있다. 처리 용기의 내부, 즉 처리 물질과 접촉하는 측은 처리 물질의 공격을 받지 않는 재료 또는 재료 혼합물을 갖는 것이 특히 바람직하다. 특히, 여기서 바람직한 재료는 예컨대 스테인레스강, GVP, PVC를 포함한다. 그러나, 처리 물질과 접촉하는 처리 용기의 표면만 그러한 재료로 이루어져 있는 것이 아니라 처리 용기의 추가적인 요소, 특히 전체 처리 용기가 그러한 재료 또는 재료 혼합물로 이루어져 있는 것도 가능하다.

본 발명의 일 바람직한 실시 형태는, 처리 물질을 여과하기 위한 필터 장치를 제공하는데, 처리 물질에 모인 오염 물질이 여과에 의해 그 처리 물질로부터 제거된다. 이 실시 형태가 유리한데, 처리 용기 내의 처리 물질이 연속적으로 또는 간헐적으로 정화되거나 조질(conditioning)될 수 있기 때문이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 처리 용기는 적어도 2개의 수용 챔버와 연결되어 있는데, 제1 수용 챔버는, 특정 양의 처리 물질을 수용하기 위해 바람직하게는 처리 챔버 아래에 형성되어 있는 버퍼 수용 챔버(buffer receiving chamber)이며, 제2 수용 챔버는 바람직하게는 처리 챔버의 옆에 형성되어 있는 온도 제어 챔버이고, 상기 온도 제어 장치는 적어도 부분적으로 상기 온도 제어 챔버 안에 위치된다. 예컨대, 제1 수용 챔버 또는 버퍼 챔버를 사용하여, 원하는 양의 처리 물질을 유지할 수 있다. 제1 수용 챔버 또는 버퍼 챔버를 사용하여 침전물을 수용하고 퇴적시키는 것도 가능하다. 예컨대, 여기서 침전물은 처리 중에 처리 대상물로부터 떨어지는 부분 또는 입자일 수 있다. 온도 제어 챔버는 바람직하게는 처리 용기의 옆에 위치되는데, 이렇게 하면 온도 제어 장치에 대한 매우 양호한 접근성이 얻어지기 때문이다. 그러나, 온도 제어 장치는 제1 수용 챔버 안에 또는 버퍼 챔버 안에, 즉 처리 용기 아래에 형성되거나 배치되는 것도 대안적으로 가능하다. 이 실시 형태는 유리한데, 왜냐하면, 하나 이상의 수용 챔버 안에 형성되어 있거나 배치되어 있는 시스템(예컨대, 온도 제어 장치)이 처리 대상물과의 충돌로 인해 손상을 입을 가능성이 없이, 개별적인 처리 물질 부분이 다양한 기능 영역 또는 수용 챔버 및 주 수용 챔버 안으로 들어갈 수 있기 때문이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시 형태에서, 상기 처리 용기는 벽을 넘어 흐르는 처리 물질을 모으기 위한 집결 챔버(collecting chamber)로부터 상기 벽에 의해 분리되어 있고, 집결 챔버에 모인 처리 물질은, 전달 장치, 특히 펌프 장치에 의해 전달 라인(conveying line)을 통해 처리 용기 안으로 되전달될 수 있다. 이 실시 형태는 유리한데, 왜냐하면, 처리 물질의 표면에 모이고 또한 처리 대상물로부터 떨어지는 입자 및/또는 처리 물질의 표면에 형성되어 있는 발포체(foam) 및/또는 어떤 다른 재료 농축물이라도 처리 용기로부터 배출될 수 있고, 바람직하게는 필터 장치에 공급될 수 있기 때문이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 상기 펌프 장치 및 필터 장치는 상기 전달 라인의 일 부분을 이루며, 전달된 처리 물질은 바람직하게는 펌프 장치로부터 또는 이 펌프 장치에 의해 필터 장치를 통과해 전달된다. 이 실시 형태는 유리한데, 왜냐하면, 이러한 구성으로 펌프 장치는 처리 물질을 필터 장치를 통과해 전달하고 또한 처리 용기 내의 처리 물질을 적어도 부분적으로 순환시키기 때문이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 전달 라인은, 처리 용기 안으로 되전달된 처리 물질이 처리 용기로부터 처리 물질의 일 부분을 집결 챔버 안으로 배출시키기 위한 댐 유동을 바람직하게 발생시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 실시형태는 유리한데, 왜냐하면, 바람직하게는 하나의 펌프 장치를 사용하여, 처리 물질을 필터 장치를 통과해 전달하고 또한 처리 용기 내의 처리 물질을 적어도 부분적으로 순환시켜 댐 유동을 발생시킬 수 있기 때문이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태는 처리 물질의 조성을 조정하기 위한 계량 장치를 제공하는데, 처리 물질은 여러 성분의 혼합물로 이루어져 있다. 계량 장치는 바람직하게는 직접 또는 제어 장치를 통해 간접적으로 하나 이상의 센서 수단과 연결되어 있고, 이 센서 수단에 의해, 바람직하게 처리 물질의 조성을 모니터링하거나 분석할 수 있으며 그리고/또는 처리 용기 내에 존재하는 처리 물질의 부피 또는 잔류량 또는 충전 수위를 모니터링할 수 있다.

특히, 상기 계량 장치는 손실된 처리 물질의 대응하는 양을 추가함으로 인한 손실을 보상하는데, 특히 증발 및/또는 침지 손실이 보상된다. 계량 장치는 바람직하게는 처리 물질을 구성하는 성분, 특히, 석회질이 완전히 제거된 물, 반응 물질 및 처리 효과 개선 물질의 추가를 다룬다. 처리 물질을 구성하는 성분은 바람직하게는 일정한 비, 특히, 개별 성분들이 또한 처리 용기에 제공되는 비, 또는 어떤 다른 일정한 비로 추가된다. 처리 물질은 추가시 최종 혼합물 또는 최종 용액의 형태로 추가되는 것도 가능하다.

상기 센서 수단은 바람직하게는, 적정(titration) 공정을 수행하기 위한, 즉 농도를 결정하기 위한 장치로 설계될 수 있다. 그러나, 상기 물질은 부분적으로, 가끔 또는 항상 수동으로 계량되어 처리 물질에 도입되는 것도 마찬가지로 가능하다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 석회질이 완전히 제거된 물에 대한 반응 물질의 비는 1:4 내지 1:7 이며, 반응 물질이 석회질이 완전히 제거된 물과 고체 상태로 혼합되는 경우, 석회질이 완전히 제거된 물 비율에 대한 반응 물질의 비율은 바람직하게는 1:6 이고, 또는 반응 물질이 석회질이 완전히 제거된 물과 액체 상태로 혼합되는 경우, 석회질이 완전히 제거된 물 비율에 대한 반응 물질의 비율은 바람직하게는 1:5 이다.

손실은 또한 바람직하게는 여러 물질들 사이의 일정한 비로 대체된다. 따라서, 여기서 바람직한 물질(들)은 유동성을 갖는, 특히 액체 또는 고체 반응 물질(들)인데, 이는 바람직하게 희석 물질, 예컨대, 물, 특히 탈염된 또는 증류된 물, 또는 석회질이 완전히 제거된 물(VE 물)과 혼합된다. 여기서, 반응 물질과 희석 물질(특히, 석회질이 완전히 제거된 물) 간의 바람직한 혼합비는, 예컨대 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:6.5, 1:7.5, 1:8, 1:8.5, 1:9 이다.

센서에 의해 생성되는 값에 따라, 하나 이상의 추가적인 물질, 특히, 하나 이상의 액체, 특히 석회질이 완전히 제거된 물, 및/또는 바람직하게 용해성이 있는 하나 이상의 첨가제의 혼합물 또는 용액이, 바람직하게는 자동적으로 또는 수동으로 처리 물질과 혼합된다. 특히 산세와 탈지 및/또는 발포 방지(defoaming)를 위한 추가적인 물질이 처리 물질에 추가될 수 있다. 이 추가적인 물질은 바람직하게는 처리 물질의 부피의 대략 0.5% 내지 10%, 특히 1% 내지 5%로 처리 물질에 추가된다. 여기서, 석회질이 완전히 제거된 물을 사용하는 것이 바람직한데, 그렇게 하면 본질적으로 처리 대상물의 표면질이 일정하게 되기 때문이다.

산세 탈지제의 사용이 유리한데, 왜냐하면, 처리 물질에 산세 탈지제를 추가하면, 사소한 기름기 퇴적물, 오물 입자, 오일, 탄소 및 흑연과 같은 오염 물질을 동일한 작업에서 제거할 수 있기 때문이다.

본 발명의 특히 바람직한 실시 형태에서, 처리 물질은 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액, 특히 인산이고, 용액의 인광물질 부분 또는 인산염 부분은 바람직하게는 극히 순수한데, 즉 95%를 넘는, 특히 96%, 97%, 98%, 99%를 넘는, 바람직하게는 99.5%를 넘는 순도를 갖는다. 본 발명에 따른 처리 물질의 인광물질 부분 또는 인산염 부분이 상기 순도를 갖게 되면, 처리 물질에는 오염 물질이 거의 없으며, 그래서 대응하는 보호 층이 처리 대상물 상에 형성된다.

반응 물질의 pH 값은 바람직하게는 본질적으로 1이고, 20℃ 온도에서의 반응 물질의 밀도는 바람직하게는 1.8 이고, 반응 물질의 인화점(flashpoint)은 바람직하게 280℃ 이거나 바람직하게는 280℃ 보다 높다.

알루미늄을 갖거나 알루미늄으로 이루어진 처리 대상물의 경우에, 처리 물질은 바람직하게는, 석회질이 완전히 제거된 물을 가지며, 또한 바람직하게는, 석회질이 완전히 제거된 물 외에도, 반응 물질을 석회질이 완전히 제거된 물의 양의 1 ∼ 10%, 특히 3 ∼ 5%의 양으로 갖고 있다. 40℃ 내지 45℃의 욕조 온도에서, 즉 처리 물질이 40℃ 내지 45℃의 온도로 되었으면, 노출 시간, 즉 처리 용기 내의 처리 대상물이 처리 물질에 노출되는 시간은 바람직하게는 0.5 분 내지 20 분이고, 특히 바람직하게는 1 분 내지 10 분이다. 여기서 반응 물질은 바람직하게는 인산 및 억제제로 이루어져 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 처리 물질은 산세 및 탈지(degreasing)를 위한 추가적인 물질을 가지거나, 이러한 추가적인 물질이 처리 물질에 혼입되고, 산세 및 탈지 첨가제는 바람직하게는 비이온형(non-ionogenic) 생분해성 계면활성제 및 억제제, 특히 But-2-in-1, 4-diol로 이루어진 수용액을 가지며, 상기 산세 및 탈지 첨가제는 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액 또는 처리 물질의 부피의 0.5% 내지 7%의 부피로 추가된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 처리 물질은 발포 방지를 위한 첨가 물질(additional substance)을 가지며, 발포 방지 첨가제는 바람직하게는 트리이소부틸 인산염을 가지며, 발포 방지 첨가제는, 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액 또는 처리 물질의 부피의 0.01% 내지 5%, 특히 0.1% 내지 1%의 부피로 처리 물질에 첨가되고, 또는 상기 산세 및 탈지 첨가제와 반응하는 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액 또는 처리 물질의 부피의 0.01% 내지 5%, 특히 0.1% 내지 1%의 부피로 첨가된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태는 제어 장치를 제공하는데, 이 제어 장치는 처리 물질이 목표 온도 또는 목표 온도 진행으로 되도록 상기 온도 제어 장치를 제어하며, 그리고/또는 상기 제어 장치는 처리 물질이 목표 유량 또는 목표 유동 특성으로 전달되도록 상기 펌프 장치를 제어하며, 그리고/또는 상기 제어 장치는 처리 물질의 여과된 부분이 목표 순도를 갖도록 필터 장치를 제어하며, 그리고/또는 상기 제어 장치는 처리 물질의 목표 조성이 설정될 수 있도록 상기 계량 장치를 제어하게 된다.

다른 실시 형태 또는 여러 개의 추가적인 실시 형태에서, 상기 처리 장치는 하나 이상의 오일 분리 시스템(들), 초음파 시스템(들), 고압 시스템(들), 회전 및 들어올림 시스템(들) 및/또는 석회질이 완전히 제거된 물을 공급하는 시스템(들)을 갖는 것도 가능하다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태는, 특히 비통상적으로 많은 양의 기름기를 갖는 처리 대상물을 탈지하기 위한 탈지 욕조를 제공할 수 있으며, 이 탈지 욕조는 특히 처리 용기의 상류에 배치된다. 이 실시 형태는 유리한데, 왜냐하면, 탈지 욕조 내의 처리 물질이, 처리 용기 내의 처리 물질의 바람직한 작업 온도 또는 처리 온도를 초과하는 온도로 바람직하게 가열될 수 있기 때문이다. 탈지 욕조 내의 온도는 바람직하게는 50℃ 보다 높고, 특히 52℃ 보다 높으며, 특히 바람직하게는 60℃ 이상이다. 이 실시 형태는 유리한데, 왜냐하면, 기름기나 그리스가 매우 심하게 낀 처리 대상물만이, 탈지를 위해 적절히 온도 제어되는 탈지 욕조 안으로 도입될 수 있기 때문이다. 이는 에너지 면에서 상당한 이점이 있는데, 왜냐하면, 바람직하게는 50℃ 보다 높게 가열된 탈지 욕조는 바람직하게도 상시적으로 온도 제어될 필요가 없고 단지 간헐적으로 온도 제어되기 때문이다. 또한, 처리 물질의 온도가 문턱 온도 보다 낮으면, 특히 52℃ 보다 낮거나 또는 가열이 그 문턱 온도를 초과하여 일어나지 않으면, 본 발명에 따른 처리 장치의 처리 용기의 영역에서 수증기가 형성되는 것이 방지될 수 있다.

본 발명은 또한 특히 금속으로 된 처리 대상물을 적어도 산세하고 인산염 처리하기 위한 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 바람직하게는, 적어도 하나의 처리 대상물과 유동성 처리 물질을 수용하기 위한 처리 용기를 제공하는 단계(탈지 및 인산염 처리를 위한 추가적인 처리 용기는 사용하지 않음), 상기 처리 물질을 처리 용기 안으로 도입하는 단계, 및 적어도 부분적으로 상기 처리 물질로 채워져 있는 처리 용기 안으로 처리 대상물을 도입하여 그 처리 대상물을 처리 물질과 접촉시키는 단계를 포함하고, 처리 물질과 처리 대상물 사이의 접촉에 의해, 적어도 처리 대상물에 대한 산세 및 인산염 처리가 일어나고, 처리 물질은 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액, 특히 인산이며, 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액은 한편으로 석회질이 완전히 제거된 물 및 다른 한편으로는 반응 물질로 이루어져 있고, 상기 반응 물질은 인광물질 또는 인산염 및 추가적인 처리 효과 개선 물질로 이루어져 있으며, 상기 반응 물질 내의 인광물질 또는 인산염의 비율은 적어도 95%이고, 상기 반응 물질은 특히 염산 부분과 황산 부분을 갖지 않는다.

상기 처리 방법은 유리한데, 왜냐하면, 헹굼 공정을 필요로 하지 않아 대상물을 싱크 안으로 전달할 필요가 없는 폐쇄형 회로가 형성되기 때문이다. 추가로, 본 발명에 따른 방법은 아주 유리한데, 왜냐하면, 특히 기계식 처리 방법과 비교하여, 본 방법은 처리 대상물의 매우 철저하고 부드럽고 신속한 처리를 가능하게 해주기 때문이다. 이 방안이 더 유리한데, 왜냐하면, 처리 물질이 불연성이고, 이 처리 물질의 사용으로 MAK(maximum workplace concentration) 값이 초과되지 않으며, 또한 부식성 증기가 발생되지 않아 흡인이 필요치 않기 때문이다.

처리 대상물은 바람직하게는 5분 이상 동안, 특히 10분 이상 동안, 바람직하게는 20분 내지 120분 동안, 특히 30분 내지 90분 동안 처리 물질과 함께 처리 용기 내에 유지된다.

산세 및 인산염 처리 이외에, 본 발명에 따른 방법에서는, 특히 바람직하게는 처리 대상물을 처리 물질에 노출시켜 그 처리 대상물에 대한 탈지 및/또는 녹제거 및/또는 스케일 제거 및/또는 보존 및/또는 석회질 제거를 수행하게 된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 수소 취화를 방지하는 무공극(pore-free) 보호층이, 처리 물질, 특히 반응 물질에 의해 처리 대상물의 표면 상에 생성되며, 그 보호 층은 적어도 2 ㎛, 바람직하게는 적어도 3 ㎛의 두께를 갖는다. 특히, 상기 무세공 보호 층은 산소와 물로부터 처리 대상물을 보호하여 녹 공격을 효과적으로 방지한다.

상기 보호 층, 특히 인산염 층, 특히 철 인산염 층은 바람직하게는 본 발명에 따른 처리 방법에 의해, 주변 공기 중에서 특히 3 시간 내지 48 시간, 특히 6 시간 내지 24 시간의 건조 기간 후에, 또는 70℃ 내지 150℃, 특히 대략 또는 정확히 100℃의 노(furnace) 안에서 대략 5분 내지 60분, 특히 대략 20분의 건조 기간 후에 처리 대상물(특히 철 또는 표준 강으로 구성되어 있음)의 재료 표면 상에 형성된다. 형성된 보호 층은 바람직하게는 2 ㎛ 내지 10 ㎛, 특히 3 ㎛, 4 ㎛ 또는 5 ㎛ 이상의 두께를 갖는다. 상기 보호 층은 2 ㎛ 내지 10 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 8 ㎛, 특히 바람직하게는 4 ㎛ 내지 6 ㎛의 두께를 갖는 것이 특히 바람직하다. 보호 층은 바람직하게는 세공을 갖지 않거나 본질적으로 갖지 않으며, 그래서 특히 바람직하게도 세공이 없다. 또한, 보호 층은 탄성을 가지며, 특히 바람직하게는 -60℃ 내지 750℃, 특히 바람직하게는 -40℃ 내지 680℃의 온도 변동으로 조정되고(이 과정에서 플레이킹(flaking)은 없음), 보호 층은 바람직하게는 특히 최대 180°또는 180°보다 높은 각도의 높은 굽힘성을 갖는다(예컨대, 철 로드(rod)에 대해). 여기서 보호 층은, 예컨대 본 발명에 따른 방법 다음에 있을 수 있는 후속 처리, 특히 색 처리를 위한 우수한 기초(foundation)로서 역할할 수 있다. 보호 층은 바람직하게는 중성적으로 반응하고, 유압 유체와 어떤 화학적 결합도 하지 않는다. 본 발명에 따른 방법의 극히 중요한 추가적인 이점은, 보호 층은 녹이 처리 대상물을 공격하는 것을 방지하고 또한 산세시 바람직하게는 10 g/qm 미만, 특히 5 g/qm 미만, 특히 바람직하게는 2.24 g/qm 이하의 재료 제거가 일어난다는 것이다.

추가로, 본 발명에 따른 처리 방법은 바람직하게는, 처리 용기 안에서 유지될 수 있는 처리 물질의 온도를 제어하는 단계 및/또는 처리 물질의 적어도 일 부분의 유동을 발생시키는 단계를 또한 가지며, 처리 물질은 처리 대상물의 적어도 일 부분 주위로 흐른다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 처리 용기 안에서 유지될 수 있는 처리 물질의 온도는 온도 제어 장치에 의해 제어되며, 이 온도 제어 장치는 처리 물질의 온도를 규정가능하게 설정하기 위해 사용되며, 펌프 장치가 처리 물질의 적어도 일 부분을 움직이기 위한 유동을 발생시키고, 처리 물질은 처리 대상물의 적어도 일 부분 주위로 흐른다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 필터 장치를 사용하여 상기 처리 물질을 여과하고, 처리 물질에 모인 오염 물질이 여과에 의해 그 처리 물질로부터 제거된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 상기 처리 용기는, 벽을 넘어 흐르는 처리 물질을 모으기 위한 집결 챔버로부터 상기 벽에 의해 분리되어 있고, 집결 챔버에 모인 처리 물질은 전달 장치, 특히 펌프 장치에 의해 전달 라인을 통해 처리 용기 안으로 되전달된다.

본 발명에 따른 처리 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 상기 펌프 장치 및 필터 장치는 상기 전달 라인의 일 부분을 이루며, 전달된 처리 물질은 펌프 장치에 의해 필터 장치를 통과해 전달된다.

본 발명에 따른 처리 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 상기 전달 라인은, 처리 용기 안으로 되전달된 처리 물질이 처리 용기로부터 처리 물질의 일 부분을 수용 챔버 안으로 배출시키기 위한 댐 유동을 발생시키도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 처리 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 계량 장치를 사용하여 처리 물질의 조성을 제어하며, 처리 물질은 여러 성분의 혼합물로 이루어진다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 처리 물질은 산세 및 탈지를 위한 추가적인 물질 및/또는 발포 방지를 위한 추가적인 물질을 함유하며, 산세 및 탈지 첨가제는 바람직하게는 비이온형 생분해성 계면활성제 및 억제제, 특히 But-2-in-1, 4-diol로 이루어진 수용액을 가지며, 상기 산세 및 탈지 첨가제는 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액 또는 처리 물질의 부피의 0.5% 내지 7%의 부피로 추가되고, 발포 방지 첨가제는 바람직하게는 트리이소부틸 인산염을 가지며, 또한 발포 방지 첨가제는, 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액의 부피의 0.1% 내지 1%의 부피로 처리 물질에 추가되고, 또는 상기 산세 및 탈지 첨가제와 반응하는 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액 또는 처리 물질의 부피의 0.1% 내지 1%의 부피로 추가된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 제어 장치를 사용하여, 처리 물질이 목표 온도 또는 목표 온도 진행으로 되도록 상기 온도 제어 장치를 제어하며, 그리고/또는 상기 제어 장치는 처리 물질이 목표 유량 또는 목표 유동 특성으로 전달되도록 상기 펌프 장치를 제어하며, 그리고/또는 상기 제어 장치는 처리 물질의 여과된 부분이 목표 순도를 갖도록 필터 장치를 제어하며, 그리고/또는 상기 제어 장치는 처리 물질의 목표 조성이 설정될 수 있도록 계량 장치를 제어한다.

상기 용어가 본 발명에서 사용되는 모든 경우에, "본질적으로(essentially)"라는 용어의 사용은 바람직하게는, 이들 용어의 사용 없이 주어지는 정의로부터 1% ∼ 30%의 편차, 특히 1% ∼ 20%의 편차, 특히 1% ∼ 10%의 편차, 특히 1% ∼ 5%의 편차, 특히 1% ∼ 2%의 편차를 규정한다.

아래에서 설명하는 도에 있는 개별적인 또는 모든 도시는 바람직하게는 설계 도면으로서 간주되어야 하는데, 즉, 도(들)에서 구해지는 치수, 비율, 기능적 상관 관계 및/또는 배치는 바람직하게는, 본 발명에 따른 장치 또는 본 발명에 따른 제품에 대한 것들에 정확히 또는 본질적으로 대응하는 것이다.

본 발명의 추가적인 이점, 목적 및 특징을 첨부 도면에 대한 이하의 설명에 근거하여 설명할 것이며, 그 도면은 본 발명에 따른 처리 장치를 예시한다. 도에서 기능 면에서 적어도 본질적으로 부합하는 본 발명에 따른 장치 및 방법의 요소에는 동일한 참조 번호가 부여될 수 있고, 모든 도에서 이들 구성품 또는 요소는 번호를 붙이거나 설명할 필요는 없다. 이하, 첨부 도면에 근거하여 본 발명을 순전히 예시적으로 설명하도록 한다.

도 1은 피동 상태(passive state)에 있는 본 발명에 따른 처리 장치의 제1 도이다.
도 2는 능동 상태에 있는 본 발명에 따른 처리 장치의 제2 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 처리 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 처리 장치의 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타나 있는 본 발명에 따른 처리 장치의 다른 사시도이다.
도 6은 도 4 및 5에 나타나 있는 본 발명에 따른 처리 장치의 일 부분에 대한 사시 상세도이다.
도 7은 도 4 내지 6에 나타나 있는 본 발명에 따른 처리 장치의 제1 상면도이다.
도 8은 도 4 내지 6에 나타나 있는 본 발명에 따른 처리 장치의 제2 상면도이다.
도 9는 도 4 내지 8에 나타나 있는 본 발명에 따른 처리 장치의 본질적으로 하부측의 사시도이다.
도 10a는 도 4 내지 9에 나타나 있는 본 발명에 따른 처리 장치의 제1 개략 측면도이다.
도 10b는 도 4 내지 9에 나타나 있는 본 발명에 따른 처리 장치의 제2 개략 측면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 처리 장치(1)를 나타낸다. 이 처리 장치(1)는 하나 이상의 처리 대상물(2)에 대한 처리, 특히 탈지(degreasing), 산세(pickling), 인산염 처리(phosphating), 스케일 제거, 보존 및 녹제거를 수행하기 위해 사용된다. 처리 대상물(2)은 바람직하게는 위쪽에서 처리 장치(1)의 처리 용기(4) 안으로 도입된다. 여기서 처리 용기(4)는 바람직하게는 적어도 부분적으로, 특히 바람직하게는 완전하게 처리 물질(6)로 채워진다. 추가로, 처리 물질(6)의 온도를 제어하기 위해, 특히 처리 물질을 가열하기 위해 온도 제어 장치(8)가 바람직하게 제공되어 있다. 또한, 적어도 하나의 펌프 장치(10)가 바람직하게 제공되어 있는데, 이 펌프 장치는 처리 물질(6)의 순환 및/또는 댐 유동(20)의 발생 및/또는 처리 용기(4)로부터 배출된 처리 물질(6)을 그 처리 용기(4) 안으로 되전달하기 위한 것이다. 처리 용기(6)는 벽(12)에 의해 집결 챔버로부터 분리되어 있다. 처리 용기(4) 안에서 발생된 유동에 의해 처리 유체(6)가 벽(12)을 넘어 처리 용기(4)에서 나가 집결 챔버(14) 안으로 들어가게 된다. 그러나, 처리 물질(6)의 일부가 벽(12)을 넘어 처리 용기(4)에서 나가도록 처리 대상물(2)을 처리 챔버(4) 안으로 도입하여 처리 물질 또는 유체(6)를 변위시키는 것도 마찬가지로 가능하다. 참조 번호 "16"은, 처리 용기(4)에서 나간 처리 물질(6)을 그 처리 용기(4) 안으로 되전달하기 위해 사용되는 전달 라인을 나타낸다. 처리 물질(6)을 여과하거나 준비하기 위한 필터 장치(18)가 바람직하게 전달 라인(16)의 영역 또는 전달 라인(16)에 배치되거나 그 전달 라인(16)의 일 부분으로서 제공된다. 여기서, 펌프 장치(10) 또는 다른 펌프 장치(나타나 있지 않음)는 전달 라인(16)의 진행에 위치되거나 형성될 수 있다. 또한, 펌프/필터 장치가 제공될 수 있는데, 이 장치는 펌프 장치 및/또는 필터 장치를 대체하거나 추가적으로 제공될 수 있다. 또한 도시에서 알 수 있는 바와 같이, 바람직하게 처리 용기(4)는 적어도 하나의 주 수용 챔버(22), 제1 보조 수용 챔버(24), 및 제2 보조 수용 챔버(26)를 갖는다. 예컨대, 개별 수용 챔버(22, 24, 26)는 여기서 그리드(27), 특히 각각의 단일 그레이트(grate)에 의해 서로 분리되어 있다. 여기서 그리드(27)는 처리 대상물(2)이 상기 보조 수용 챔버(24, 26) 중 하나의 안으로 들어가는 것을 방지한다. 참조 번호 "28"은, 처리 물질(6)의 유동을 발생시키기 위해 사용될 수 있는 노즐을 나타낸다.

도 2는 도 1에서 알려져 있는 도면을 나타내는데, 이 도면에서 처리 대상물(2)은 처리 용기(4) 안에 위치되어 처리 물질(6)과 접촉하고 있다.

도 3은 특히 와이어 코일 처리를 위한 본 발명에 따른 처리 장치(1)의 다른 구성 변형예를 나타낸다. 도 3에 나타나 있는 처리 장치(1)는 예컨대 수용 랙(40)을 가지고 있는데, 이 수용 랙은 바람직하게는 처리될 여러 개의 와이어 코일(39)을 지니고 있다. 여기서 수용 랙(40)은 전달 지점(41)에 위치되어 있고, 바람직하게는 여러 개의 수용 랙(40) 및 여러 개의 전달 지점(41)이 제공되어 있다. 추가로, 바람직하게 처리 장치(1)는 여러 개의, 특히 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 개 또는 그 이상의 처리 욕조(42)를 가지고 있다. 복수의, 특히 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 개 또는 그 이상의 와이어 코일(39)이 바람직하게 처리를 위해 처리 욕조(42) 안으로 특히 동시에 도입될 수 있다. 참조 번호 "43"은 바람직하게는 순전히 선택적인 장치, 구체적으로는 고정 욕조를 나타낸다. 여기서, 여러 개의, 특히 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 개 또는 그 이상의 와이어 코일(39)이 고정 욕조(43) 안으로 동시에 도입될 수 있다. 또한, 여러 개의 고정 욕조(43)를 제공하는 것도 가능하다. 처리된 와이어 코일(39)은 제거를 위해 제거 지점(44)에 배치될 수 있다. 처리된 와이어 코일(39)은 바람직하게는 운반 장치(45), 특히 운반 캐리지 또는 레일 안내식 입구 크레인에 의해 각각의 제거 지점(44)으로 전달된다. 처리 장치(1)에 대한 공급을 수행하고 또한 그 처리 장치를 조절하고 제어하기 위한 여러 개의 장치가 바람직하게 더 제공된다. 예컨대, 나타나 있는 실시 형태는 압력 벨트 필터 장치(46), 계량 장치(47), 석회질이 완전히 제거된 물을 준비하기 위한 장치(48), 제어 장치(49), 다른 압력 벨트 필터 장치(38), 처리 베이슨(basin)을 위한 보관 탱크(51) 및 여러 개의 측면 채널 압축기(52), 특히 그것들 중의 8개를 가지고 있다. 상기 계량 장치(47)는 바람직하게는 자동화되어 있고, 특히 바람직하게는 버퍼 탱크를 가지고 있으며, 이 버퍼 탱크의 부피는 바람직하게 5 m³을 초과하고, 특히 바람직하게는 10 m³을 초과하며, 가장 바람직하게는 20 m³을 초과하거나 정확히 20 m³이다.

도 4는 본 발명에 따른 처리 장치(1)의 사시도를 나타낸다. 이 처리 장치(1)는 바람직하게 L-형 설계로 되어 있는데, 즉 처리 장치는 처리 용기(4)를 포함하고, 이 처리 용기(4)는 제2 내측 부분에 대해 바람직하게 직각으로 연장되어 있는 제1 내측 부분을 갖는다. 일 내측 부분은 다른 내측 부분 보다 바람직하게 더 길며, 내측 부분들은 길이가 같거나 본질적으로 같다. 예컨대, 나타나 있는 구조 설계에 의해, 관, 캐리어, 클래딩 등과 같은 구부러진 요소를 처리할 수 있다. 바람직하게 상기 처리 용기(4)는 적어도 하나의 또는 정확히 하나의 벽(12)을 갖는데, 이 벽(12)은, 처리 대상물이 도입되는 영역과 집결 챔버(14)를 서로 분리시킨다. 집결 챔버(14)는 바람직하게는 벽(12)을 넘어 처리 챔버에서 나가는 처리 물질을 모으는 역할을 한다.

참조 번호 "10"은 특히 처리 챔버 안으로 도입될 처리 물질의 내부에서 유동을 발생시키기 위한 펌프 장치를 나타낸다. 참조 번호 "18"은 처리 물질을 여과하거나 준비하기 위한 필터 장치(18)를 나타낸다.

처리 물질은 노즐(28a, 28b) 및 노즐(29a, 29b, 29c)(도 5 참조)에 의해 움직이거나 흐르게 되며, 펌프 장치(10)를 통해 전달된 처리 물질은 상기 노즐로부터 처리 챔버 안으로 들어가게 된다.

인클로저(enclosure)(61)는 노즐(29a ∼ 29c)을 에워싸거나 수용한다. 바람직하게는, 두 노즐(28a, 28b)의 3개 열과 세 노즐(29a, 29b, 29c)의 3개 열이 제공되어 있으며, 정확히 하나의 또는 적어도 하나의 노즐(28 및/또는 29)이 제공될 수도 있다. 노즐(28)은 특히 바람직하게는 노즐(29)에 대해 기울어져 있으며, 특히 직각으로 있다.

참조 번호 "60"은 주 흡인 라인을 나타내는데, 이 주 흡인 라인은 처리 챔버로부터 처리 물질을 출구(57a ∼ 57g)(도 7 참조)를 통해 배출시키기 위해, 특히 사이펀(siphon)식으로 배출시키기 위해 사용된다. 배출된 처리 물질은 바람직하게는 필터 장치(18)에 의해 준비되며, 펌프 장치(10)에 의해 노즐(28, 29)을 통해 처리 챔버 안으로 되전달(convey back)된다.

처리 장치(1)는 바람직하게는 5100 mm × 3800 mm의 설치 표면이 요구되는 크기로 될 수 있다. 처리 장치(1)는 바람직하게는 본질적으로, 최대, 적어도, 또는 정확히 14 cm³의 욕조 부피를 포함한다. 본 발명에 따른 처리 장치(1)의 유효 부피는 바람직하게는 3400 mm × 3000 mm × 1500 mm이고, 상부 가장자리까지의 오버플로우 높이는 바람직하게는 200 mm 이다.

도 5는 본 발명에 따른 처리 장치(1)의 상기 실시 형태에 대한 다른 도를 나타낸다. 이 도시에서 알 수 있는 바와 같이, 노즐(29a ∼ 29c) 또는 3 × 3 노즐 어레이는, 바람직하게는 유효 면적을 방해하거나 불리한 영향을 주지 않도록 처리용기(4)의 벽에서 포켓(61) 안에 수용된다. 바람직하게 마찬가지로 노즐(28a ∼ 28b)도 유효 면적을 방해하거나 불리한 영향을 주지 않도록 처리 용기(4)의 다른 벽에서 포켓 안에 수용된다. 포켓(61)에는, 내장된 부품에 대한 손상을 방지하기 위해 바람직하게 램(ram) 보호가 제공된다.

추가적인 필터 장치(19)가 또한 나타나 있는데, 이 추가적인 필터 장치(19)는 바람직하게는 거친(coarse) 필터로 설계되어 있다. 준비될 처리 물질은 특히 바람직하게는 먼저 처리 용기 밖으로 사이펀식으로 배출되어 상기 추가적인 필터 장치(19)에 공급되고 그런 다음 펌프(10) 및 이어서 필터 장치(18)(바람직하게는 백(bag) 필터로 설계될 수 있음)를 통과해 안내되며 그런 다음에는 노즐(28, 29)을 통해 처리 용기 안으로 되전달된다.

상기 도시에 더 나타나 있는 바와 같이, 처리 용기(4)의 바닥은 수평에 대해 경사져 있는 표면 부분(53, 54, 55, 56)을 가지고 있다. 이들 표면 부분(53, 54, 55, 56) 각각은 바람직하게는, 수직 방향으로 볼 때 낮은 지점의 영역에서 서로 선형적으로 접촉하는 영역이 생기도록 배치된다. 여기서 그 접촉 영역은 바람직하게는, 수직 방향으로 연장되어 있는 용기의 외벽과 각각의 표면 부분 또는 바닥 부분(53, 54) 사이의 접촉 영역 아래에 있다. 따라서, 표면 부분 또는 바닥 부분(53, 54, 55, 56)은 바람직하게 홈을 형성하게 되는데, 이 홈은 의도한 방식으로 처리 물질과 더러운 입자를 하나 이상의 출구로 안내하게 된다. 표면 부분(53 ∼ 56)은 바람직하게는 2°∼ 25°의 기울기, 특히 바람직하게는 6°∼ 15°의 기울기, 가장 바람직하게는 본질적으로 또는 정확히 10°의 기울기로 수평에 대해 정렬되어 있다.

참조 번호 "8"은 바람직하게 제공되어 있는 온도 제어 장치를 나타낸다. 바람직하게는 이 온도 제어 장치(8)는 각기 2 KW인 8개의 전기 가열 요소를 가지고 있다. 가열 요소는 바람직하게 요구되는 유효 표면을 방해하거나 불리한 영향을 주지 않도록 바람직하게 마찬가지로 벽에서 상기 포켓(61) 안에 수용된다. 온도 제어 장치의 가열 용량 구성은 바람직하게는 웨슬링(Wessling) 시스템(20 m³ = 20 KW 가열 용량)에 부합될 수 있다.

특히, 도 6은 포켓(61)의 상세도를 나타내는데, 바람직하게 이 포켓 안에 노즐(29a ∼ 29c) 및 온도 제어 장치(8)가 위치되어 있다.

도 7은, 서로에 대해 경사져 있는 처리 용기의 바닥 부분(53, 54, 55, 56)에 의해 형성되어 있는 홈(62)의 제1 부분, 및 그 홈의 결과적인 제2 부분(63)을 나타낸다. 홈은 바람직하게 또한 집결 챔버(14) 안으로 이어져 있다. 처리 물질을 처리 챔버 밖으로 배출시키거나 사이펀식으로 배출시키기 위한 출구(57a ∼ 57f), 특히 여러 개의 출구가 특히 상기 홈에 또는 그 홈의 영역에 제공되어 있다. 더 바람직하게는, 처리 물질을 집결 챔버(14) 밖으로 배출시키거나 사이펀식으로 배출시키기 위한 적어도 하나의 출구(57g)가 집결 챔버(14)에 제공되어 있다. 출구(57a ∼ 57g)는 바람직하게는 연결 라인을 통해 주 흡인 라인(61)에 연결되어 있다.

그레이트는 나타나 있지 않은데, 이 그레이트는 바람직하게는 수평으로 정렬되어 있거나 처리 용기(4)의 측벽에 대해 직각으로 정렬되어 있으며, 처리 챔버의 바닥(53, 54, 55, 56) 위에 있으며, 상기 그레이트는 바닥으로부터 특히 20 mm 이상, 바람직하게는 50 mm 이상, 특히 바람직하게는 100 mm 이상으로 이격되어 있고, 또한 상기 그레이트는 특히 바람직하게는 처리 용기의 바닥으로부터 최대 500 mm 로 이격되어 있다. 그레이트는 바람직하게는, 처리 챔버 안으로 도입된 처리 대상물을 그 처리 챔버의 바닥으로부터 이격시키는 기능을 하며, 그 결과, 처리 대상물로부터 떨어진 입자는 그 처리 대상물 아래에 모일 수 있으며, 그래서 이들 입자가 항상 사이펀식으로 배출될 수 있다.

도 8은 주 흡인 라인(60) 및 연결 관(58a ∼ 58g)의 일 부분을 나타내는데, 연결 관은 출구(57a ∼ 57g)를 주 흡인 라인(60)에 연결해 준다. 바람직하게는 적어도 상기 연결 관(58a ∼ 58g) 및 주 라인(60)으로 구성된 전체적인 흡인 라인은 바람직하게는 해체될 수 있도록 설계된다. 이는 특히 상기 전체적인 흡인 라인의 개별 부분을 정화하는데에 유리하다.

도 9는 본 발명에 따른 처리 장치(1)의 하부측의 사시도를 나타낸다. 특히, 출구 및 주 흡인 라인과 연결되어 있는 연결 관(58a ∼ 58g)을 이 도시에서 볼 수 있다.

도 10a 및 10b는 도 4 ∼ 9에 나타나 있는 본 발명에 따른 처리 장치(1)의 다양한 측면도를 나타낸다.

본 발명은 금속으로 된 처리 대상물(2)을 단일 단계로 처리하기 위한 처리 장치(1)에 관한 것으로, 처리는 처리 대상물(2)을 적어도 산세하고 인산염 처리하는 것을 포함하며, 상기 처리 장치(1)는 적어도 다음과 같은 장치, 즉 처리 대상물(2)과 유동성 처리 물질(6)을 수용하기 위한 처리 용기(4), 및 그 처리 물질(6)의 적어도 일 부분을 교환하기 위한 펌프 장치(10)를 포함하며, 처리 물질(6)은 처리 대상물(2)의 적어도 일 부분, 특히 전체 처리 대상물(2) 주위로 흐르며, 처리 물질(6)은 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액, 특히 인산이며, 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액은 부분적으로 물과 또한 부분적으로 반응 물질로 이루어져 있으며, 반응 물질은 인광물질 또는 인산염 및 추가적인 처리 효과 개선 물질로 이루어져 있고, 반응 물질 내의 인광물질 또는 인산염의 비율은 적어도 95% 이며, 반응 물질은 특히 염산(salt acid) 또는 황산 성분을 갖지 않는다.

1 처리 장치
2 처리 대상물
4 처리 용기
6 처리 물질
8 온도 제어 장치
10 펌프 장치
12 벽
14 집결 챔버
16 전달 라인
18 필터 장치
19 추가적인 필터 장치
20 댐 유동
22 주 집결 챔버
24 제1 보조 집결 챔버
26 제2 보조 집결 챔버
27 그리드
28 노즐
39 와이어 코일
40 와이어 처리용 처리 장치
41 전달 지점
42 처리 욕조
43 고정 욕조
44 제거 지점
45 운반 장치
46 압력 벨트 필터 장치
47 계량 장치
48 석회질이 완전히 제거된 물을 준비하기 위한 장치
49 제어 장치
50 추가적인 압력 벨트 필터 장치
51 보관 탱크
52 측면 채널 압축기
53 경사진 제1 바닥 부분
54 경사진 제2 바닥 부분
55 경사진 제3 바닥 부분
56 경사진 제4 바닥 부분
57 출구
58 연결 관
60 주 흡인 라인
61 노즐을 갖는 포켓
62 홈의 제1 부분
63 홈의 제2 부분

Claims

금속으로 된 처리 대상물(2)을 단일 단계로 처리하기 위한 처리 장치(1)로서, 처리는 처리 대상물(2)을 적어도 산세하고 인산염 처리하는 것을 포함하며,
상기 처리 장치(1)는 적어도 다음과 같은 장치, 즉 처리 대상물(2)과 유동성 처리 물질(6)을 수용하기 위한 처리 용기(4), 및 상기 처리 물질(6)의 적어도 일 부분을 순환시키기 위한 펌프 장치(10)를 포함하며,
상기 처리 물질(6)은 처리 대상물(2)의 적어도 일 부분, 특히 전체 처리 대상물(2) 주위로 흐르며,
상기 처리 물질(6)은 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액, 특히 인산이며,
상기 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액은 부분적으로 물 및 부분적으로 반응 물질로 이루어져 있으며,
상기 반응 물질은 인광물질 또는 인산염 및 적어도 하나의 추가적인 처리 효과 개선 물질로 이루어져 있고,
상기 반응 물질 내의 인광물질 또는 인산염의 비율은 적어도 95% 이며,
상기 반응 물질은 특히 염산 또는 황산 함량을 갖지 않는, 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 처리 용기(4) 안에 유지될 수 있는 처리 물질(6)의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 장치(8)가 제공되어 있고, 온도 제어 장치(8)는 처리 물질(6)의 온도를 규정가능하게 설정하기 위해 사용될 수 있는, 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액은, 석회질이 완전히 제거된 물 및 반응 물질로 이루어져 있고, 상기 석회질이 완전히 제거된 물은 특히 VE 물로 구성되어 있고,
상기 석회질이 완전히 제거된 물 비율에 대한 상기 반응 물질의 비율은 1:4 내지 1:7이며, 상기 석회질이 완전히 제거된 물과 혼합되기 전에 상기 반응 물질이 고체 상태로 존재하는 경우, 상기 석회질이 완전히 제거된 물 비율에 대한 상기 반응 물질의 비율은 바람직하게는 1:6이거나, 또는
상기 석회질이 완전히 제거된 물과 혼합되기 전에 상기 반응 물질이 액체 상태로 존재하는 경우에, 상기 석회질이 완전히 제거된 물 비율에 대한 상기 반응 물질의 비율은 바람직하게는 1:5인, 처리 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응 물질은 불소, 염소, 브롬, 요오드, 납, 수은 및 셀레늄을 더 갖지 않는, 처리 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응 물질 내의 인광물질 또는 인산염의 비율은 적어도 97% 또는 98% 또는 99%인, 처리 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 물질의 건조 중에 수소 취화를 방지하는 무공극 보호층이 처리 물질(6)에 의해 처리 대상물(2)의 표면 상에 생성되며, 상기 보호 층은 2 ㎛ 내지 10 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 8 ㎛, 특히 바람직하게는 4 ㎛ 내지 6 ㎛의 두께를 갖는, 처리 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 용기(4)는, 벽(12)을 넘어 흐르는 처리 물질(6)을 모으기 위한 집결 챔버(14)로부터 상기 벽(12)에 의해 분리되어 있고, 집결 챔버(14)에 모인 처리 물질(6)은 전달 라인(16)을 통해 처리 용기(4) 안으로 되전달될 수 있으며,
상기 처리 물질(6)을 여과하기 위한 필터 장치(18)가 제공되어 있고, 처리 물질(6)에 모인 오염 물질이 여과에 의해 상기 처리 물질(6)로부터 제거되고,
상기 펌프 장치(10) 및 필터 장치(18)는 상기 전달 라인(16)의 일 부분을 이루며, 전달된 처리 물질(6)은 펌프 장치(10)에 의해 필터 장치(18)를 통과해 전달되며,
상기 전달 라인(16)은, 처리 용기(4) 안으로 되전달된 처리 물질(6)이 처리 용기(4)로부터 처리 물질(6)의 일 부분을 집결 챔버(14) 안으로 배출시키기 위한 댐 유동(20)을 발생시킬 수 있도록 구성되어 있는, 처리 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
산세 및 탈지를 위한 첨가 물질이 상기 처리 물질(6)에 첨가되며,
상기 산세 및 탈지 첨가제는 바람직하게는 비이온형 생분해성 계면활성제 및 억제제, 특히 But-2-in-1, 4-diol로 이루어진 수용액을 가지며,
상기 산세 및 탈지 첨가제는 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액의 부피의 0.5% 내지 7%, 특히 1% 내지 5%의 부피로 추가되는, 처리 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
발포 방지를 위한 첨가 물질이 처리 물질(6)에 첨가되고,
상기 발포 방지 첨가제는 바람직하게는 트리이소부틸 인산염을 가지며, 상기 발포 방지 첨가제는 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액의 부피의 0.01% 내지 5%, 특히 0.2%의 부피로 처리 물질(6)에 첨가되거나, 또는
상기 산세 및 탈지 첨가제와 반응하는 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액의 부피의 0.01% 내지 5%, 특히 0.2%의 부피로 첨가되는, 처리 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 용기(4)는, 처리 대상물(2)이 도입될 수 있는 주 수용 챔버(22), 및 적어도 하나의 제1 보조 수용 챔버(24)를 가지며,
상기 주 수용 챔버(22)와 제1 보조 수용 챔버(24)는, 처리 물질(6)이 한편으로 주 수용 챔버(22) 밖으로 유출하여 상기 제1 보조 수용 챔버(24) 안으로 들어가고 또한 다른 한편으로는 제1 보조 수용 챔버(24) 밖으로 유출하여 주 수용 챔버(22) 안으로 들어갈 수 있도록, 함께 연결되어 있고,
상기 주 수용 챔버(22) 및 제1 보조 수용 챔버(24)는, 처리 대상물(2)이 제1 보조 수용 챔버(24) 안으로 침투하는 것을 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 방지하도록 서로 분리되어 있고,
상기 주 수용 챔버(22)는 또한 제2 보조 수용 챔버(26)와 연결되어 있으며,
상기 제1 보조 수용 챔버(24)는, 특정 양의 처리 물질(6)을 수용하기 위해 바람직하게는 주 수용 챔버(22) 아래에 형성되어 있는 버퍼 수용 챔버이며,
상기 제2 수용 챔버(26)는 바람직하게는 주 수용 챔버(22)의 옆에 형성되어 있는 온도 제어 챔버이고, 상기 온도 제어 장치(8)는 적어도 부분적으로 제2 보조 수용 챔버(26) 안에 위치되어 있는, 처리 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
제어 장치가 제공되어 있고,
상기 제어 장치는 처리 물질(6)이 목표 온도 또는 목표 온도 진행으로 되도록 상기 온도 제어 장치(8)를 제어하며, 그리고/또는
상기 제어 장치는 처리 물질(6)이 목표 유량 또는 목표 유동 특성으로 전달되도록 상기 펌프 장치(10)를 제어하며, 그리고/또는
상기 제어 장치는 처리 물질(6)의 여과된 부분이 목표 순도를 갖도록 필터 장치(18)를 제어하며, 그리고/또는
상기 제어 장치는 처리 물질(6)의 목표 조성이 설정될 수 있도록 계량 장치를 제어하는, 처리 장치.
특히 금속으로 된 처리 대상물(2)을 적어도 산세하고 인산염 처리하기 위한 처리 방법으로서,
적어도 다음과 같은 단계, 즉
적어도 하나의 처리 대상물(2)과 유동성 처리 물질(6)을 수용하기 위한 처리 용기(4)를 제공하는 단계;
상기 처리 물질(6)을 처리 용기(4) 안으로 도입하는 단계 - 산세 및 인산염 처리를 위한 추가적인 처리 용기는 사용하지 않음 -; 및
적어도 부분적으로 상기 처리 물질(6)로 채워져 있는 처리 용기(4) 안으로 처리 대상물(2)을 도입하여, 상기 처리 대상물(2)을 처리 물질(6)과 접촉시키는 단계를 포함하고,
처리 물질(6)과 처리 대상물(2) 사이의 접촉에 의해, 적어도 처리 대상물(2)에 대한 정화, 특히 산세 및 인산염 처리가 일어나고,
처리 물질(6)은 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액, 특히 인산이며,
상기 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액은 한편으로는 물 및 다른 한편으로는 반응 물질로 이루어져 있고,
상기 반응 물질은 인광물질 또는 인산염 및 추가적인 처리 효과 개선 물질로 이루어져 있으며,
상기 반응 물질 내의 인광물질 또는 인산염의 비율은 적어도 95%이고,
상기 반응 물질은 특히 염산 부분과 황산을 갖지 않는, 처리 방법,
제 12 항에 있어서,
상기 처리 물질(6)에 대한 산세 및 탈지를 위한 첨가 물질을 첨가하는 단계를 더 포함하고,
상기 산세 및 탈지 첨가제는 바람직하게는 비이온형 생분해성 계면활성제 및 억제제, 특히 But-2-in-1, 4-diol로 이루어진 수용액을 가지며,
상기 산세 및 탈지 첨가제는 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액의 부피의 0.5% 내지 7%, 특히 1% 내지 5%의 부피로 첨가되는, 처리 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
발포 방지를 위한 첨가 물질이 처리 물질(6)에 첨가되고,
상기 발포 방지 첨가제는 트리이소부틸 인산염을 가지며,
상기 발포 방지 첨가제는, 처리 물질(6)의 부피의 0.01% 내지 5%, 특히 0.2%의 부피로 처리 물질(6)에 첨가되거나, 또는
상기 산세 및 탈지 첨가제와 반응하는 처리 물질(6)의 부피의 0.01% 내지 5%, 특히 0.2%의 부피로 첨가되는, 처리 방법.
제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 물질(6)의 건조 후에 수소 취화를 방지하는 무공극 보호층이 처리 물질(6)에 의해 처리 대상물(2)의 표면상에 생성되며,
상기 보호층은 2 ㎛ 내지 10 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 8 ㎛, 특히 바람직하게는 4 ㎛ 내지 6 ㎛의 두께를 갖는, 처리 방법.
제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인광물질 함유 또는 인산염 함유 용액은, 석회질이 완전히 제거된 물 및 반응 물질로 이루어져 있고, 상기 석회질이 완전히 제거된 물은 특히 VE 물로 구성되어 있고,
상기 석회질이 완전히 제거된 물 비율에 대한 상기 반응 물질의 비율은 1:4 내지 1:7이며, 상기 반응 물질이 상기 석회질이 완전히 제거된 물과 고체 상태로 혼합되는 경우, 상기 석회질이 완전히 제거된 물 비율에 대한 상기 반응 물질의 비율은 바람직하게는 1:6 이거나, 또는
상기 반응 물질이 상기 석회질이 완전히 제거된 물과 액체 상태로 혼합되는 경우, 상기 석회질이 완전히 제거된 물 비율에 대한 상기 반응 물질의 비율은 바람직하게는 1:5인, 처리 방법.
제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응 물질 내의 인광물질 또는 인산염의 비율은 적어도 99%인, 처리 방법.
제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
온도 제어 장치(8)에 의해 상기 처리 물질(6)은 규정가능하게 설정된 온도로 되며 처리 용기(4)에서 처리 대상물(2)과 반응하게 되는, 처리 방법.
제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응 물질은 불소, 염소, 브롬, 요오드, 납, 셀레늄 및 수은을 갖지 않는, 처리 방법.