KR970005685Y1 - 전기도금조 내의 유속 균일화 장치 - Google Patents

Abstract

요약 없음

Description

전기도금조 내의 유속 균일화 장치

제1도는 종래 카로젤형 전기도금조의 정면도

제2도는 종래 카로젤형 전기도금조에서의 유속분포도

제3도는 본 고안 전기도금조의 정면도

제4도는 본 고안 전기도금조에서의 유속분포도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 전기도금조2 : 양극

3 : 콘닥터롤4 : 강판

5 : 상부카운터플로우노즐6 : 하부카운터플로우노즐

7 : 하부흡입노즐8 : 상부흡입노즐

본 고안은 강판의 연속 전기도금시 도금조 내의 전해액 유속을 균일화시킬 수 있는 전기도금조내의 유속 균일화 장치에 관한 것이다.

전기도금의 생산성을 높이기 위해서는 고전류밀도 조업을 해야하며 고전류밀도 조업을 하기위해서는 높은 한계전류밀도를 확보해야 하는 바 한계전류밀도를 높이는 방법으로서 전해액의 유속증대, 액점도의 저하, 또는 농도 및 전해액 온도의 증가등이 있으나 현실적으로 제어가 가능한 인자는 전해액의 유속이라 할 수 있다.

전해액의 유속증대의 효과는 실제로 도금이 되어지는 강판의 표면 즉 음극계면에 인위적으로 발생된 난류에 의해 확산층의 두께가 감소되고 이에 따른 한계전류밀도의 상승에 있다.

도금조 내에 난류를 형성시켜 유속을 증대시키는 방법으로 미합중국특허 제 4,500,400호에 제시된 방법으로 카로젤(CAROSEL) 전기도금설비에 적용되는 온 카운터 플로우 노즐(Counter Flow Nozzle)이 있는데 이 방법의 핵심은 강판의 이동방향과 반대되는 방향으로 전해액을 분사시켜 액의 상대유속을 증대시키는 것이다.

이 방법에서 사용한 노즐의 형태로는 강판의 폭 방향의 유속이 불균일하고 강판의 중앙부로부터 멀어질수록 유속이 강하하여 불균일한 도금이 될 가능성이 높다.

이 문제점을 해결하기 위해 유럽특허 제 0,246,175호는 카운터플로우 노즐의 형태를 슬리트형서 파이프형으로 개조하여 강판의 가장자리 부위에도 중심부와 동일한 유속을 확보하고자 하였으며 국내 실용신안 92-063113은 종래의 노즐을 이용하되 콘닥터롤(Conductor Roll)과 양극사이의 공간의 양끝 부위에 비전도성 물질로 된 벽을 만들어 노즐에서 분사된 폭방향의 유속분포를 중점적으로 개선하였으나 강판의 이동방향 즉 강판이 도금조로 진입해서 나올때까지의 길이방향에 대한 유속분포의 언급이 없다.

특히 카로젤 전기도금조에서는 카운터플로우 노즐에서 분사된 전해액이 콘닥터롤과 양극사이의 곡면을 따라 이동하는 동안 곡면에 의한 저항과 이미 도금조 내에 존재하는 전해액과의 마찰에 의해 강판의 길이방향으로 균일한 유속을 확보하기 어렵기 때문에 노즐로부터 멀어질수록 유속이 감소하게 된다.

이렇듯 도금되는 위치에 따라 유속이 변화하는 경우에는 균일한 도금층을 얻기가 힘들며 유속이 낮은 위치에서 도금된 면은 도금박리나 버어닝(Burning)등이 결함이 생기기 쉬울 뿐만아니라 특히 합금 도금시 도금층내의 금속함량에 차이가 생기게 된다.

이와같은 문제점의 해결과 카로젤형과 같은 라디알(Radial)방식의 전기도금조에서의 고속전기도금을 위한 방법으로 일본특허공개공보 소56-142891과 소56-142893을 들수 있는데 일본특허공개공보 소56-142891은 도금조 하부로부터 전해액을 분사하며 강판이 도금조로 들어오는 쪽의 양극 중앙부에 가속분사노즐을 강판이 도금조를 빠져 나가는 쪽의 양극 중앙부에 감속분사 노즐을 각각 설치한 것이 기술의 요지이며 또한 일본특허공개공보 소56-142893은 도금조 양쪽 상부와 하부에 펌프와 연결된 관을 설치하여 각기의 관이 전해액의 투입과 배출을 모두 가능하게 하였다.

그러나 상기의 방법들은 전해액의 콘닥터롤과 양극사이의 밀폐된 공간을 통과하도록 설계되어 있기 때문에 기존의 카로젤형 도금조에 적용하기 위해서는 도금조 내부를 완전히 개조해야 하므로 현실적으로 불가능하며 또한 배관의 양극을 분할하게 설계되어 한 개의 도금조에서 네 개의 서로 다른 양극을 관리해야 하는 조업상의 큰 문제점이 지적되고 있었다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 고안한 것으로 기존의 카운터 플로우 노즐과 배관을 이용하며 양극을 중심으로 카운터 플로우 노즐이 설치된 위치의 반대쪽에 흡입노즐을 설치하여 카운터 플로우 노즐에서 분사된 전해액의 유속을 양극(Anode)면의 전체길이를 통해 균일하게 할 수 있도록 한 전기도금조내의 유속 균일화장치를 제공함에 목적이 있는 것이다.

이와같은 목적을 갖는 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

전기도금조의 상부일측에는 상부카운터 플로우노즐을 위치시키고 하부에는 하부카운터 플로우노즐을 설치하여서 된 통상의 것에 있어서 전기도금조(1)내에 양극(2)을 중심으로 상부카운터플로우노즐(5)이 위치한 반대쪽에 상부흡입노즐(8)을 설치하고 하부카운터플로우노즐(6)의 옆에 하부흡입노즐(7)을 설치하여 전기도금조(1)내의 전해액 유속을 균일화할 수 있도록 한 것이다.

미설명부호(3)은 콘닥터롤이고 (4)는 강판이다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 먼저 제2도에서 도시된 바와같이 기존의 설비와 상, 하부카운터플로우노즐(5)(6)을 그대로 사용하며 양극(2)을 중심으로 카운터플로우노즐(5)(6)이 위치한 반대쪽에 상, 하부흡입노즐(7)(8)을 설치하여 카운터플로우노즐(5)(6)에서 분사된 전해액의 곡면을 통해 이동하는데 받는 저항을 최소로하고 전해액의 속도가 가장 저하하는 반대쪽의 유속을 향상시키도록 했다.

한편 전체 흡입량은 카운터플로우노즐(5)(6)로부터 분사된 양과 같게 하였다.

이와같은 본 고안에서는 흡입노즐(7)(8)의 재질, 형태 및 폭은 기존의 카운터플로우노즐(5)(6)과 동일한 것을 사용하였으나 재료에 관해서는 비금속성 물질로 도금반응에 영향을 주지 않도록 하였다.

상기와 같은 본 고안에 있어서, 현장에서 사용되고 있는 전기도금조(1)내부의 유체의 흐름을 관찰하는 것은 현실적으로 불가능하다.

따라서 실제의 카로젤 전기도금조의 축소모형을 이용하여 본 발명의 효과를 조사하였으며 각 부위별 유속은 도금조 내부에 설치된 피토우 관에 의해 측정 되었다.

이상과 같은 본 고안은 전기도금조(1) 모형에서 카운터플로우노즐(5)(6)로부터의 거리에 따른 중앙부의 유속을 측정한 결과이다.

그림에 따르면 노즐(5)(6)로부터 멀어질수록 유속이 감소하여 특히 라인(Line)속도가 높아질수록 감속효과가 현저히 증가함을 보여주고 있는데 이는 라인속도가 증가함에 따라 노즐(5)(6)로부터 분사된 전해액의 이동방향으로 저항이 커지기 때문이라 판단된다.

따라서 본 고안은 제4도에서 도시된 바와같이 흡입노즐(7)(8)을 사용한 경우 노즐(5)(6)로부터의 거리에 따른 유속감소가 상당히 둔화되었음을 보여주고 있으며 라인속도에 대한 영향도 심하지 않음을 알 수 있다.

이는 카운터플로우노즐(5)(6)의 반대쪽에서 전해액이 흡입됨으로 말미암아 분사된 전해액의 곡면을 통해 이동하는데 받는 저항이 감소하고 전해액의 속도가 가장 저하하는 반대쪽의 유속이 향상되었기 때문이며 유속의 균일화로 인하여 전체적으로 도금조(1)내의 한계전류밀도가 일정해짐에 따라 낮은 한계전류밀도구간에서 발생하는 박리와 버어닝 등의 결합감소와 아울러 균일한 합금도금층을 얻을 수 있게된 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 전기도금조의 상부일측에는 상부카운터플로우노즐을 위치시키고 하부에는 하부카운터플로우노즐을 설치하여서 된 통상의 것에 있어서 전기도금조(1)내에 양극(2)을 중심으로 상부카운터플로우노즐(5)이 위치한 반대쪽에 상부흡입노즐(8)을 설치하고 하부카운터플로우노즐(6)의 옆에는 하부흡입노즐(7)을 설치하여 전기도금조(1)내의 전해액 유속을 균일화할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전기도금조내의 유속 균일화장치.